Tajemnice wnętrza ziemi

A. Jeżeli zatem siedzimy, mówiąc obrazo­wo, na cienkiej zastygłej skorupie żużla, ma­jąc pod sobą piec hutniczy, wypełniony roz­topionym żelazem o tak wysokiej tempera­turze i pod tak potwornym ciśnieniem, to czy nie grozi nam jakaś ogólnoziemska kata­strofa w postaci wybuchu, rozpadu czy cze­goś podobnego?
G. Z wewnątrz nie grozi, chociaż nie mo­żna powiedzieć, aby padół nasz był spokoj­nym żywiołem. Przeciwnie, glob nasz podle­ga nieustannym wstrząsom, przy czym śred­nio przypada jedno do dwóch trzęsień ziemi na godzinę, a przeciętnie co 14 godzin mamy gdzieś na Ziemi wielkie trzęsienie. Nawia­sem zaznaczę, że jedno z ognisk działalności sejsmicznej jest czynne w Afganistanie w obrębie Hindukuszu. Osobliwością jego jest, że znajduje się ono głęboko pod skorupą ziemską, bo 240 km pod powierzchnią, i że produkuje silne trzęsienia ziemi w stosunko­wo krótkich odstępach czasu jedno po dru­gim. Jeszcze osobliwsze są ogniska trzęsień, znajdujące się w Ameryce Południowej oraz na Oceanie Spokojnym na głębokości około 700 km, a więc gdzieś na połowie głębokości płaszcza ziemskiego. Materiał skalny, w któ­rym mają siedlisko głębokie ogniska trzęsień ziemi, jest (wskutek działania wysokiej tem­peratury) stopiony, choć jeszcze w stanie stałym.

A. Nie rozumiem, jak może być materiał stopiony w stanie stałym?
G. Otóż właśnie. W rozważaniach nad sta­nem wnętrza Ziemi musimy pamiętać, że „stopiony“ niekoniecznie znaczy „płynny“. Topnienie jest przejściem ze stanu stałego krystalicznego w stan stały bezpostaciowy, tymczasem przejście ciała ze stanu stałego w stan ciekły polega właściwie na zmianie sprężystości danego materiału. W naszych warunkach na powierzchni Ziemi obie zmia­ny zazwyczaj idą ze sobą w parze. Inaczej sprawa się przedstawia we wnętrzu Ziemi, gdzie w grę wchodzi wysokie ciśnienie. Ale wróćmy do trzęsień ziemi. Właśnie niedawno geolog radziecki Szatski zwrócił uwagę, że trzęsienia ziemi o głębokich ogniskach za­sadniczo zmieniają nasze poglądy na sprawę rzekomej wędrówki lądów. Z rozmieszczenia geograficznego głębokich ognisk, zwłaszcza południowo – amerykańskich, wynika, że odpowiadają one dokładnie pewnym cechom strukturalnym skorupy ziemskiej; stąd wnio­sek, że kontynenty nie mogą swobodnie „pływać“ po nieruchomym płaszczu ziem­skim, jakby to wynikało ze znanej teorii A. Wegenera, lecz że muszą być z nim ściśle związane.

A. Z tego, cośmy mówili, odnoszę wraże­nie, że ogólny kryzys budowy Ziemi i jej właściwości fizyczne zostały w zasadzie zba­dane i wyjaśnione, i jeżeli jest coś nieznanego w geofizyce, to chyba tylko szczegóły.
G. Bynajmniej. Właśnie w najistotniejszych zagadnieniach fizyki Ziemi mamy naj­większe trudności i wiele z nich nie mogliśmy jeszcze rozwiązać w obecnym stanie nauki. Takie np. pole magnetyczne ziemskie bada się od przeszło trzystu lat i na ogół poznało się jego rozmieszczenie geograficzne i waha­nia dobowe, roczne i wiekowe, mimo to do­tychczas nie potrafimy wyjaśnić, jakie jest pochodzenie pola magnetycznego ziemskiego i jego zmian wiekowych.

A. Czyż źródłem pola magnetycznego nie jest żelazo, znajdujące się we wnętrzu Ziemi?
G. Żelazo, zawarte w górnych 30 km sko­rupy, wyjaśnia zaledwie dziesiątą część pola magnetycznego ziemskiego, a i to nie wiemy, w jaki sposób te masy żelaza zostały nama­gnesowane. Co do głębszych warstw, w któ­rych panuje wysoka temperatura, nie może­my powiedzieć nic pewnego, gdyż w normal­nych warunkach żelazo nie posiada własno­ści magnetycznych powyżej 785°C. Podobnie nierozwiązanym problemem jest źródło ładunku elektrycznego kuli ziemskiej. Nie ro­zumiemy dokładnie mechanizmu zjawisk wulkanicznych, tak poniekąd pospolitych na Ziemi. Nie znamy również przyczyn głębo­kich trzęsień ziemi, choć badania geofizyka amerykańskiego B. Gutenberga rzuciły ostat­nio sporo światła na te zjawiska. Geofizyka jest nauką młodą i nie może się poszczycić takimi osiągnięciami, jak astronomia, którą uczeni uprawiają od tysiącleci. W każdym razie jedno nie ulega wątpliwości, że przed fizyką Ziemi stoi bardzo szerokie i wdzięczne pole do rozległych badań nad własnościami fizycznymi naszej planety.

A. Ostatnie pytanie: czy geofizyka, operu­jąc w czeluściach kuli ziemskiej, nie jest dziedziną zbyt oderwaną od życia?
G.Wręcz przeciwnie. Geofizyka oddała i wciąż oddaje znaczne usługi górnictwu w poszukiwaniu i lokalizowaniu nowych złóż mineralnych, oczywiście tylko w najbardziej wierzchnich warstwach skorupy, dostępnych dla eksploatacji. Dowodem wartości prak­tycznej metod geofizycznych w pracach poszukiwawczych jest bardzo szybki rozwój geo­fizyki stosowanej w Stanach Zjednoczonych i w Związku Radzieckim, a więc w krajach o realistycznym ustosunkowaniu się do na­uki. U nas, w Polsce, zakres badań geofizy­cznych był raczej skromny. Mamy jednak nadzieję, że obecnie będziemy mogli prowa­dzić poszukiwania geofizyczne na dużo wię­kszą skalę niż to czyniliśmy przed ostatnią wojną.