Jak na zemské jádro? Rentgenem!

Lidstvo už nějaký čas zkoumá vzdálený vesmír, ale jeho vlastní planeta stále zůstává neprobádána. Ono, zavrtat se do nitra planety není tak jednoduché, jak by se z některých hollywoodských snímků mohlo zdát.

Nejhlubším vrtem na světě je ten, který se nachází v murmanské oblasti v Rusku. Výzkumníci tehdy pronikli do hloubky 12 261 metrů. Do konce desetiletí by se badatelé rádi dostali až k zemskému plášti. Ale zatím se zdá, že jednodušší bude zkoumat vnitřek Země v laboratorních podmínkách.

Neobvyklý detektor

Francouzské město Grenoble je známé především jako středisko zimních radovánek. Právě zde Jiří Raška (1941–2012) vybojoval naši první zlatou medaili ze zimní olympiády. Ovšem Grenoble je rájem i pro vědce. Sídlí zde Evropské synchrotronové radiační zařízení (European Synchrotron Radiation Facility, ESRF), na jehož práci se podílí 18 evropských zemí a Izrael.

Zdejší odborníci nedávno vyvinuli metodu tzv. rentgenové absorpční spektroskopie s velkým časovým rozlišením. Co se pod tímto komplikovaným názvem ukrývá? V částicovém urychlovači sviští například nabité elektrony. I když se jedná o urychlovač, elektron zde naopak šlápne na brzdu. Přitom velmi silně září, a vysílá tak fotony. Vědcům v Evropském synchrotronovém radiačním zařízení se díky tomu podařilo vytvořit velmi přesně nastavitelný a výkonný zdroj i detektor rentgenového záření. Detektor tohoto typu tak může měřit různé fyzikální veličiny v časové ose.

Stejně jako v zemském plášti…

A jak to všechno souvisí s výzkumem jádra Země? Lze zde simulovat podmínky, jaké jsou uvnitř naší planety. Zemské jádro je z velké části tvořeno železem. Vědci vezmou kus právě tohoto prvku a ozáří ho rentgenem. Zkoumaný vzorek je zahřán na vysokou teplotu a badatelé poté pomocí následné absorpce záření získají podrobný a na data bohatý obraz o vlastnostech materiálů zkoumaného vzorku.

Teplota zkoumaného železa se může vyšplhat až na 10 000 °C. Vědci tak, aniž by museli vrtat do zemského pláště, získají přesný obraz, jak se železo chová v hloubce 3 000 kilometrů. Tak bude možné i lépe pochopit například vznik a fungování magnetického pole Země.