Prof. dr. sc. Hrvoje Tkalčić, australski geofizičar hrvatskih korijena i profesor na Australskom nacionalnom sveučilištu u Canberri, koristi alate seizmologije i matematičke geofizike kako bi što bolje razumio unutarnje funkcioniranje našeg planeta. Ovi alati su poput unutarnjeg teleskopa koji prikazuje strukturu i dinamiku Zemlje.

U posljednje vrijeme posvetio se postavljanju mreže seizmografa na oceansko dno blizu oceanskog hrpta i otoka Macquarie u Južnom polarnom oceanu. Cilj je tog projekta istražiti zbog čega se baš tamo događaju najveći potresi na svijetu i rađa li se možda nova subdukcijska zona.

Uz to, mreža koja će se rasprostirati po oceanskom dnu na površini od oko 20.000 kilometara u obliku spiralnih krakova moći će poput divovske antene bilježiti valove lokalnih i dalekih potresa, pratiti kitove, oluje, dinamiku antarktičkog leda i ostale atmosferske fenomene s raznih dijelova planeta.

Tu je veliku ekspediciju Tkalčić najavio tportalu prije otprilike godinu dana. A nedugo prije toga svijetu je predstavio važno otkriće o Zemljinoj jezgri. Naime u časopisu Science s mlađim kolegom Thanh-Sonom Phamom objavio je rad kojim je potvrdio 80 godina staru hipotezu da je unutarnja jezgra Zemlje izgrađena od čvrstog materijala, što je pobudilo velik interes struke i javnosti.

Australija financira poduhvat

U međuvremenu su se stvari zahuktale, a ekspedicija u podmorje otoka Macquarie dobila je i financijsku podršku Australskog istraživačkog vijeća te je ono Tkalčićevoj ekspediciji dodijelilo 626.000 dolara. O čemu je zapravo riječ?

'U pitanju su dvije plovidbe istraživačkog broda RV Investigator. Prva kreće u ožujku 2020., a druga godinu poslije', objašnjava Tkalčić. Svaka plovidba trajat će oko 25 dana; prvoj je cilj postavljanje seizmometara na oceansko dno oko oceanskog grebena Macquarie u Južnom oceanu i na sam otok Macquarie, a drugoj je cilj uspješno pokupiti sve instrumente i donijeti zabilježene podatke na analizu.

'Podaci su zapisi gibanja tla koje je rezultat šuma što nastaje interakcijom čvrste Zemlje, oceana i atmosfere te valova koji se šire Zemljom iz žarišta udaljenih potresa, ali i zbog egzotičnijih uzroka, kao što su naprimjer odroni ledenjaka, olujne ćelije i migracije kitova', pojašnjava Tkalčić.

Projekt znači puno za australsku znanstvenu zajednicu jer će to biti prvo australsko postavljanje seizmometara na oceansko dno u akademske svrhe s ciljem da se istraži kako nastaju veliki potresi na tom oceanskom grebenu te radi li se možda o novoj subdukcijskoj zoni i opasnosti od cunamija.

Put ledenog oceana kreće 25 znanstvenika

Na brodu će biti četrdesetak ljudi; 15 profesionalnih članova posade i 25 znanstvenika. Većinu čine doktorandi i postdoktorandi. 'Od mojih bliskih suradnika na projektu sa mnom će na brodu biti dr. Caroline Eakin s ANU, prof. Mike Coffin s Tasmanijskog sveučilišta, prof. Joann Stock s Caltecha, a prof. Nick Rawlinson šalje nekoliko svojih doktoranda i postdoktoranda s Cambridgea. Na prvoj plovidbi bit će i prof. Fabrice Fontaine sa Sveučilišta Reunion', nabraja Tkalčić. Bit će to doista šarena ekipa vrhunskih stručnjaka, sastavljena od pripadnika raznih nacionalnosti sa svih kontinenata osim Antarktika.

Što se tiče samog rada instrumenata, oceansko dno je po uvjetima koji tamo vladaju, naprimjer odnosom između signala i šuma, veoma nalik uvjetima pod kojima rade instrumenti na površinama drugih planeta, kaže Tkalčić. Drugim riječima, kvaliteta digitalnih zapisa daleko je lošija od one koja se može postići seizmometrima koji rade na površini Zemlje pri 'normalnim' uvjetima. Uz to, iako je tehnologija dosta napredovala, još uvijek postoji puno praktičnih problema s postavljanjem instrumenata na dno oceana.

Šest tisuća metara ispod površine mora

'Zamislite kako izgleda spuštanje 200 kilograma tereta u teškim vremenskim uvjetima na dubinu do šest kilometara, gdje zapravo ne možete sa sigurnošću reći na kakvo tlo ste spustili instrument, je li on sjeo na dno horizontalno ili nije, jesu li mu komponente pravilno orijentirane...', slikovito objašnjava probleme koji čekaju ekspediciju. 'Oceanski greben se vrlo strmo obrušava do dubine od šest kilometara, što znači da ćemo morati sonarom ciljano tražiti mjesta na liticama grebena na kojima prevladavaju sedimenti.'

Postavljanju prethodi istraživačka faza, nakon čega se instrument spušta do oceanskih dubina. Ta operacija trajat će između jednog i dva sata. Zatim se brodom radi triangulacija kako bi se odredio točan geografski položaj instrumenta.

'Znanstvene metode koje ćemo koristiti za analizu podataka te numeričke simulacije i interpretacije seizmičkog i korelacijskog polja oslanjaju se velikim dijelom na metode koje je razvila moja grupa, a sva iskustva i znanja koja steknemo koristit ćemo jednog dana i na podacima koje ćemo prikupiti s drugih planeta', širi područje budućih istraživanja prof. Tkalčić.