Geologické archivy na mořském dně

Těmto útvarům se mimo jiné věnuje Günther Kletetschka z Ústavu hydrogeologie, inženýrské geologie a užité geofyziky Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy a spolu se svými kolegy je studují, aby odhalili jejich skryté vlastnosti a získali nové poznatky o geologické a environmentální minulosti naší planety.

Ferromanganové kůry jsou minerální útvary obsahující oxidy železa a manganu, které se postupně ukládají na mořském dně. Tyto kůry se skládají z oxidů železa (Fe) a manganu (Mn), které se pomalu hromadí během milionů let z částic v mořské vodě. Představte si tenkou vrstvu minerálů, která postupně pokrývá podmořské hory nebo plošiny, čímž vytváří cenný geologický záznam. Na ferromanganových kůrách je neuvěřitelné to, že obsahují poklady kritických kovů a vzácných zemin, které jsou nezbytné pro mnoho moderních technologií, od chytrých telefonů po systémy obnovitelné energie. To je činí nejen vědecky zajímavými, ale také ekonomicky důležitými.

Mezinárodní vědecké týmy studují tyto kůry, protože nabízejí okno do minulosti Země. Můžeme si je představit jako přírodní archivy, které uchovávají tajemství o historii Země a nabízejí stopy o dynamických procesech, které formují naši planetu. Díky pomalému růstu totiž uchovávají dlouhodobé záznamy o změnách prostředí a oceánografie. Studiem ferromanganových kůr a analýzou jejich chemických a magnetických vlastností tak mohou vědci rekonstruovat historické posuny v oceánských podmínkách a klimatu, případně činit informované předpovědi o budoucích změnách.

Günther Kletetschka s kolegy se v nové studii zaměřili na kůry ze dvou míst: Rio Grande Rise v jihozápadním Atlantiku a Tropic Seamount v severovýchodním Atlantiku. Studované vzorky, například kousky z těchto lokalit byly analyzovány i v dřívějších významných studiích. V této studii vědci zjistili, že některé ferromanganové kůry mají jedinečné vlastnosti díky procesu zvanému fosfatizace, při kterém fosfátové minerály nahrazují železo a mangan. Tento proces může výrazně změnit magnetické vlastnosti kůr, což ztěžuje jejich použití pro určité typy geologického datování.

Špičkový výzkum na Ústavu hydrogeologie, inženýrské geologie a užité geofyziky Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy a na Geofyzikálním ústavu Univerzity na Aljašce pomáhá odhalovat skryté magnetické vlastnosti hlubinných minerálních kůr. Vědci využili pokročilé magnetické skenovací techniky k studiu 1 cm tlustých plátků těchto fascinujících formací. Díky magnetického mikroskopu s Hallovou sondou mohou výzkumníci zkoumat tyto kůry s neuvěřitelnou přesností. Sonda, umístěná v malém skleněném hrotu o šířce pouhých 200 mikrometrů, se pohybuje s neuvěřitelnou přesností díky motorizované 2-D platformě. Tato technika umožňuje detailní magnetické mapování o rozlišení 0,1 mm v rámci vzorku.

Díky opakovanému měření vertikální složky magnetického pole mohli vědci detekovat mikroskopické magnetické směry uvnitř vzorků. Výsledky pak byly statisticky zpracovány pomocí analýzy hlavních komponent (PCA), aby byly identifikovány hlavní magnetické vzory. Pečlivé studium podobných vzorků pomáhá vědcům pochopit magnetickou historii zaznamenanou v hlubinných usazeninách, čímž pomáhá pochopit environmentální podmínky minulosti.