Geofizičar Hrvoje Tkalčić već dugo živi i radi u Australiji. Rođeni Bjelovarčanin, odrastao u Vinkovcima, danas redovni profesor na Australskom nacionalnom sveučilištu u Canberri, fiziku i geofiziku studirao je na Prirodoslovno-matematičkom fakultetu Sveučilišta u Zagrebu, da bi poslijediplomski studij nastavio na Odsjeku za znanost o Zemlji i planetima Kalifornijskog sveučilišta u Berkeleyu. Tamo je i doktorirao na temu strukture duboke unutrašnjosti Zemlje putem prostornih valova potresa.

S timom australskih istraživača Tkalčić se krajem prošle godine otisnuo na dugo iščekivano i zbog pandemije odgađano putovanje istraživačkim brodom Investigator do Macquarie Ridgea, na pola puta između Novog Zelanda i Antarktike. Predvodio je grupu znanstvenika koji su htjeli istražiti još neistraženo podzemlje ispod grebena u Južnom polarnom oceanu i najveće podvodne potrese svijeta dvadesetog stoljeća, za koje uopće ne znamo zašto i kako su se tamo dogodili.

Riječ je o multidisciplinarnom, multiinstitucionalnom i internacionalnom projektu, vrijednom više od deset milijuna dolara, za koji je Tkalčić dobio podršku Australske fundacije za znanost (ARC), glavnog državnog instituta za znanost (CSIRO) i pripadnog instituta za pomorska istraživanja (MNF) koji mu je dodijelio istraživački brod Investigator. Kolega s Cambridgea Nick Rawlinson uspio je na to dodati još i podršku Britanske fundacije za znanost o prirodnom okolišu (NERC).

'Logistički je ovo bilo vrlo komplicirano posložiti, dobiti dozvole za rad na tako nepristupačnom ali zaštićenom dijelu oceana kod otoka Macquarie, a uspjeh je time veći što smo se uspjeli othrvati administrativnim preprekama za vrijeme epidemije Covida', otkriva Tkalčić.

Uspjeli su postaviti 27 seizmografa na oceansko dno s obje strane grebena Macquarie, većinom na dubine pet do šest kilometara, što je u vremenskim uvjetima Južnog polarnog oceana, zbog jakih oceanskih struja, vjetrova koji pušu do 100 km/h te konfiguracije samog grebena, bio pravi pothvat.

Da se iz oceana preseli negdje na kontinentalnu masu, greben Macquarie bi bio najstrmija planina na svijetu. Visok je šest kilometara i širok samo 40, poput kakvog ogromnog zida. Zbog toga su teškom mukom pronašli povoljna mjesta za prizemljenje seizmografa.

'Spuštanje svakog od 27 instrumenata na oceansko dno u pobješnjelom moru može se slobodno usporediti sa spuštanjem instrumenata na površine drugih planeta. Šteta što nije bio snimljen dokumentarac jer ekipa snimatelja u zadnji čas nije dobila dozvolu da nam se pridruži zbog Covida. Morali smo srezati broj osoblja na manje od polovicu jer nismo smjeli dijeliti kabine', prisjeća se Tkalčić.

Seizmografi na oceanskom dnu sada bilježe gibanje tla zbog valova udaljenih i bližih potresa, ali i druge prirodne fenomene. Tkalčić se nada da će ih na površinu izvući što više kad se vrate po njih, najvjerojatnije u listopadu.

'Tek tada ćemo moći vidjeti podatke. Bit će to plovidba i operacija za pamćenje', najavljuje Tkalčić koji će do Macquirea tada ploviti prvim brodom novozelandske istraživačke flote, RV Tangaroa, jer im Investigator neće biti dostupan.

Iako bi mnogima sudjelovanje u ovakvoj ekspediciji bilo dovoljno za cijeli život, Tkalčiću je to tek dio poslova koji je obavio prošle godine. Lani je tako objavio 12 znanstvenih radova, od toga osam kao prvi ili drugi autor. To je za globalnu geofiziku gotovo neuhvatljivo.

'Nije mi namjera natjecati se brojem radova ni s kim, ali takva je bila godina. Puno toga se poklopilo, a moguće i zbog viška vremena zato što nisam putovao kao obično', skroman je Tkalčić koji se pozabavio i teorijom i metodama korelacijskog polja u globalnoj geofizici. To su važne teme jer nam omogućavaju novi uvid u unutrašnjost Zemlje.

Radom u odabrano društvo

'Radi se o podacima koji su nekad smatrani šumom, a sada iz matematičke sličnosti valnih formi koje kontinuirano bilježe seizmografi na površini Zemlje učimo izvlačiti korisne informacije', objašnjava Tkalčić koji je proučio i fizikalne mehanizme plitkih potresa, uključujući i nuklearnu eksploziju iz 2013. u Sjevernoj Koreji, izradio novu tomografsku kartu donjeg plašta i potvrdio postojanje 'najunutrašnije jezgre' u samom srcu planeta.

Geofizičari su uspjeli matematički rigoroznim pristupom neodređenosti i inovativnim geofizičkim inverznim metodama potvrditi hipotezu da unutrašnja jezgra Zemlje, koju je 1936. godine otkrila Inge Lehmann, zapravo ima dva dijela: vanjski dio kakvog smo znali i otprije (unutrašnja jezgra je otprilike veličine Plutona, radijusa oko 1200 km), te njezin 'najunutrašnjiji' dio, radijusa oko 650 km.

'U povijesti seizmologije, od otkrića drugih značajnih struktura u unutrašnjosti Zemlje, pa i kod otkrića diskontinuiteta između Zemljine kore našeg Andrije Mohorovičića 1910. godine, radilo se o detekciji seizmičkih valova koji su se ili reflektirali ili refraktirali od oštre granice između dva sloja u kontaktu. Kod Zemljine najunutrašnjije jezgre, zapravo nema oštre granice i takve je valove nemoguće detektirati', objašnjava Tkalčić.

'Riječ je o nečemu puno suptilnijem: naime, treba detektirati promjenu u anizotropnim svojstvima. Anizotropija je svojstvo medija da se ponaša različito u različitim smjerovima', kaže Tkalčić. 'Fizikalno objašnjenje je da se radi o detekciji promjene smjera rasta kristala željeza u unutrašnjoj jezgri. Ta nagla promjena smjera rasta kristala uzrokuje varijaciju u brzini seizmičkih valova i najvjerojatnije predstavlja jedan od kataklizmičkih događaja u burnoj prošlosti Zemlje.'

Tkalčićev rad nije mogao proći nezapaženo pa je krajem prošle godine izabran u članstvo Američke geofizičke unije (AGU). Riječ je o najvišem priznanju za nekoga geofizičara.

'Moji kolege znanstvenici iz raznih područja najbolje će razumjeti što znači kada vas u ovako visoko članstvo izaberu kolege iz vašeg užeg i šireg područja. Ne postoji bolja potvrda vašeg rada, truda, ulaganja i postignuća', ponosan je Tkalčić. 'Ovo priznanje dolazi od svjetske znanstvene zajednice koja se bavi znanošću o Zemlji i svemiru, dakle mojim područjem kojeg sam izabrao kao svoj životni poziv. Izabran sam relativno mlad i volio bih iskoristiti to priznanje da napravim još puno za svjetsku znanstvenu zajednicu i čovječanstvo.'

Velika otkrića u globalnoj geofizici

A u posljednje vrijeme bilo je dosta velikih otkrića u području globalne geofizike; Tkalčić kao posebno važna izdvaja rezultate istraživanja Marsotresa i strukture Marsa iz podataka InSight misije.

'Planetarna seizmologija je sljedeća stanica globalne seizmologije i s ponosom mogu reći da moja grupa i ja razvijamo metode koje će jednog dana biti primjenjivane na istraživanje drugih planeta Sunčeva sustava', najavljuje Tkalčić.

Iako posljednjih godina karijeru gradi u Australiji, Tkalčić ne zaboravlja svoje podrijetlo i svakodnevno prati što se događa u Hrvatskoj. Nažalost, tema je prečesto seizmologija i potresi koji potresaju zemlju iz koje je potekao, o čemu je i posljednjih dana objavio niz zapaženih postova na društvenim mrežama. Duboko, kaže, suosjeća sa svim građanima Republike Hrvatske koje su direktno ili manje direktno pogodili potresi.

'Iako smo u središnjoj Hrvatskoj imali zbilja pojačanu aktivnost, to se ne može reći za ostatak svijeta. U svijetu se ne događa ništa posebno i izuzetno, zapravo prošle godine na sreću nije bilo potresa magnitude momenta iznad 8.0, zapravo najveći je bio onaj na Aljasci, magnitude momenta 7.8', otkriva Tkalčić. 'Bilo je devet potresa magnitude između 7.0 i 7.9 (u prosjeku ih je oko 15), 112 potresa magnitude između 6.0 i 6.9 (u prosjeku ih je oko 135) te oko 1300 potresa magnitude između 5.0 i 5.9 (u prosjeku ih je oko 1600).'

O izazovima pandemije, cijepljenju...

Pandemija je svijet okrenula naglavačke; zbog zaključavanju su odgođene mnoge znanstvene aktivnosti. S druge strane, u rekordnom vremenu osmišljena su prva cjepiva protiv koronavirusa koji izaziva COVID-19. Hoće li se i on cijepiti ili možda dvoji?

'Naravno da ću se cijepiti, na isti način na koji sam se cijepio protiv nekih drugih bolesti za koje uopće nisam niti znao da postoje prije puta u Afriku i jugoistočnu Aziju, a tada nisam postavljao takva pitanja', kaže Tkalčić. 'Imam povjerenja u znanost, a drugačije izgleda niti neće biti moguće putovati.'

Pandemija nam je svima promijenila živote. Međutim, njegov poziv je takav da radno vrijeme ne završava u pet poslijepodne odlaskom sa sveučilišta, nego razmišlja o znanstvenim problemima na kojima radi neprestano.

'Stvaram, pišem, čitam i nadgledam; mogu predavati i komunicirati s doktorandima i studentima kojima radim online, tako da se po tom pitanju malo što promijenilo. Neka prestižna predavanja nažalost su odgođena, konferencije otkazane, a ceremoniju primanja u AGU Fellowship nisam mogao doživjeti uživo jer je bila virtualna', kaže Tkalčić.

'Obitelj i ja smo se dobro prilagodili krizi i dosta vremena provodimo zajedno. Najviše mi je žao nekih kolega koji su zbog financijske krize na australskim sveučilištima zbog izostanka stranih studenata ove godine morali otići u prijevremenu mirovinu ili su otpušteni', otkriva Tkalčić. 'No, i pored svega, otvorile su se neke nove prilike i izazovi. Čekamo izlazak iz krize, a zaželio sam se vidjeti svoju obitelj i prijatelje u Hrvatskoj.'