Słynny astronom Edmond Halley uważał, że pod powierzchnią Ziemi znajduje się warstwa powietrza, pod nią znów warstwa skał i tak na przemian. Inni spodziewali się mówiących drzew, gigantycznych grzybów, zielonych dzieci.
Kiedy wpiszemy w wyszukiwarkę YouTube’a hasło „wnętrze Ziemi”, wśród pierwszych wyników pojawią się kanały „badaczy tajemnic”, gdzie teorie płaskoziemskie prezentowane są obok dociekań na temat wszechwładnych reptilian i budowanych przez Trzecią Rzeszę latających spodków. Jeden z nich przedstawia teorię, wedle której radzieccy badacze pracujący przy Supergłębokim Odwiercie Kolskim dokopali się na głębokości 12 km do bram piekieł. Na dowód udostępnia nawet nagranie dźwięków, które naukowcy mieli zarejestrować na chwilę przed przerwaniem prac. Ta legenda rozgłos zyskała po tym, jak w 1989 r. chrześcijańska telewizja Trinity Broadcasting Network z USA wyemitowała materiał oparty na szeregu fińskich artykułów, wywodzących się z kolei z biuletynu wydawanego przez mesjanistycznych Żydów… z Kalifornii. Stacja nie zadała sobie trudu, by jakkolwiek zweryfikować doniesienia, pogłoskę przedrukowały tabloidy i do dziś legenda krąży i żyje.
Jak to możliwe, że ktokolwiek wierzy w mieszkającego pod skorupą ziemi diabła – a nawet jeśli nie wierzy, to i tak ogląda poświęcone mu filmy? Niewykluczone, że wiedzę o wnętrzu naszej planety trudno po prostu zwykłemu śmiertelnikowi zrozumieć. W kosmos wysyłamy bowiem ludzi, teleskopy i kamery. Piękne zdjęcia NASA może za darmo obejrzeć każdy, kto ma dostęp do Internetu. A to, co pod nami, da się ewentualnie zobaczyć na wydruku danych z jednego z setek sejsmografów, analizujących ruchy ziemi wywoływane przez trzęsienia czy wybuchy wulkanów. W głąb Ziemi nikt nie zawędrował, choć wielu fantastom to się marzyło.
Poemat florentczyka
Fantazja i bardziej uporządkowana wiedza mieszały się w wyobrażeniach o wnętrzu naszej planety od początków piśmiennictwa. Trafne obserwacje mogły z powodzeniem zazębiać się z hipotezami opartymi na legendach. Platon w dialogu Fedon uznawał kulistość Ziemi, morza określał jako wklęsłości tej kuli, celnie prezentował też teorię o istnieniu wód podziemnych, które dawały początek rzekom. Zakładał jednak istnienie znanej dziś z mitologii, a nie historii nauki, podziemnej krainy Tartar (to w tej części Hadesu bóg Zeus miał uwięzić tytanów), poprzecinanej strumieniami ognia i lodu, z „rzeką smutku” Acheron i „rzekami zewnętrznymi” Ocean, z którymi łączyły się wody powierzchniowe. W ten sposób wczesny uczony interpretował zjawiska, takie jak wybuchy wulkanów, wylewy lawy, trzęsienia ziemi, pływy mórz i oceanów. „Przedstawiciele starożytnych cywilizacji w kontakcie z naturą zadawali pytania zarówno o powstanie, jak i przebieg różnego rodzaju zjawisk przyrodniczych. Jeśli nie znajdowano empirycznego wytłumaczenia zachodzących zjawisk, odwoływano się do bóstw” – pisze Andrzej J. Wójcik, badacz historii geologii i kartografii z Polskiej Akademii Nauk. Zamiast patrzeć na nich protekcjonalnie z perspektywy dzisiejszego stanu wiedzy, warto docenić, jak wiele udało im się dostrzec przy niewielkich możliwościach technologicznych.
Wiedza antycznego świata przesiąkła do chrześcijańskiego modelu, w którym naturalizm łączył się nierozerwalnie z religią. „Dla średniowiecznego uczonego Pismo Święte było jednym (lub najważniejszym) ze źródeł, które musiał uwzględnić przy rozważaniach nad budową świata – tłumaczy mediewista Łukasz Kozak, autor strony Discarding Images. – W konsekwencji naukowym pismom towarzyszą religijne sceny i symbole, nad ptolemejskim uniwersum tronuje chrześcijański Bóg, cztery strony świata okalają cztery apokaliptyczne figury ewangelistów, a wnętrze Ziemi to paszcza piekieł”. Mimo wszystko ten model pozostaje wewnętrznie spójny, a skomplikowane relacje pomiędzy jego częściami opisują i porządkują egzegeci, mistycy i moraliści. Nie przeszkadza to w zaludnianiu podziemi dziwacznymi karłami rodem z germańskich mitów, pięknymi acz złowieszczymi wróżkami uprowadzającymi rycerzy czy „zielonymi dziećmi” ze wsi Woolpit, mówiącymi w nieznanym języku, które do świata ludzi przybyły poprzez jaskinię, z krainy, gdzie nie ma słońca i wszystko jest zielone.
Średniowieczna Ziemia była całkiem pojemna, a w podziemnym królestwie – mieszkań wiele.
Marzenia o zejściu w głąb planety miały w średniowieczu charakter przede wszystkim „zstąpienia” do piekieł. Fizycznego, jak w podróżniczej relacji Johna Mandeville’a, który opisuje jedno z domniemanych wejść do diabelskiego królestwa; albo duchowego, jak w opisach wizji czy w arcydziele Dantego. Bohaterowie przemierzają tam kolejne sfery świetnie zorganizowanego Inferno, docierając aż do centralnego punktu globu, w którym znajduje się nic innego jak… przyrodzenie Szatana. Pomijając szczegóły anatomiczne, jak to możliwe, że Dante dociera do centralnego punktu Ziemi, skoro wiadomo przecież, że w średniowieczu wierzono w płaskość naszej planety? Otóż wcale nie wierzono. To przekonanie zrodziło się w XIX w. i używane było m.in. do dyskredytacji rzekomo ciemnych średniowiecznych katolików i ich elit. Podstawę tej fałszywej wiary stanowiło z założenia krytyczne, a w istocie błędne odczytanie średniowiecznych map. Z Jerozolimą w centrum, symbolicznie ukazywały one na dwuwymiarowej powierzchni koncentrycznie zbudowaną (jak u Dantego) wizję świata, a nie jego fizyczną budowę. „Obraz płaskiej Ziemi był konstrukcją schematyczną i symboliczną, swoistą infografiką z epoki rozkochanej w diagramach” – porównuje Kozak. Chodziło raczej o pokazanie teoretycznego Modelu (jak określał średniowieczny ogląd C.S. Lewis, bardziej znany dziś jako autor Opowieści z Narnii niż jako teolog), a nie dokładnej drogi z punktu A do B.
Peregrynacje Norwega
Jeszcze przez kolejne wieki nauka nie mogła się uwolnić z biblijnych łańcuchów, które każdą teorię i obserwację kazały odnosić do wydarzeń opisanych w jej księgach. We wpływowym dziele Święta teoria Ziemi z 1691 r. Thomas Burnet obliczał, że potop potrzebowałby do zatopienia całej planety wody w ilości sześciu lub ośmiu oceanów – zatem przedpotopowa Ziemia miałaby się składać z cienkiej skorupy wypełnionej wodą, z rozżarzoną materią w centrum. Ta przedziwna mieszanka chrześcijańskiego mitu i rygorystycznej matematyki charakteryzuje moment przejściowy, w którym nauka zaczyna przeważać nad rozumianą wprost religijną egzegezą – choć nie nad fantazją w ogóle. Hipotezy badaczy wciąż dawały fundament pod niesamowite pomysły. Dla przykładu, zainteresowanie starożytnymi ruinami podziemnych miast Kapadocji przyczyniło się do powstania mitu o cudownej ukrytej krainie Agarcie. Z kolei magnetyzm prowadzący na północ igłę kompasu, wcześniej kojarzony z Gwiazdą Polarną albo nieznaną magnetyczną wyspą położoną gdzieś na północy, został w 1692 r. uznany przez słynnego astronoma Edmunda Halleya za dowód na istnienie pustki, jaka miała znajdować się pod powierzchnią planety. A w zasadzie potrójnej pustki, bo każde 500 mil skał miało być oddzielone kolejnymi 500 milami atmosfery, tworząc koncentryczną strukturę niczym u Dantego – jednak pozbawioną średniowiecznego symbolizmu.
Choć teoria ta w środowiskach naukowych została szybko zdyskredytowana, zapoczątkowała potężny nurt literatury przygodowej i alegorycznej, pełnej wypraw podróżników po wewnętrznych światach. Niespełna 50 lat po publikacji Halleya skandynawski autor Ludvig Holberg wysłał swego bohatera w podróż po sferach inspirowanych pracą astronoma, na których spotykał m.in. rasę inteligentnych i obdarzonych mową drzew. Utopijne społeczeństwa drzew i innych fantastycznych stworzeń przeciwstawiono żyjącym tam grupom ludzi, którzy jako jedyni byli „barbarzyńscy”. Po nieudanej próbie ucywilizowania ich i zdobyciu władzy nad nimi główny bohater ratuje się ucieczką i wypada przez otwór, który prowadzi go z powrotem do Norwegii.
Na tle skandynawskiego pierwowzoru pomysł XIX-wiecznego pisarza Juliusza Verne’a – wedle którego wewnątrz Ziemi znaleźć możemy olbrzymią jaskinię, z oceanem zamieszkałym przez prehistoryczne stwory, wyspami olbrzymich grzybów i wyładowaniami elektrycznymi na sklepieniu – wydaje się o wiele bardziej wiarygodny. Verne inspirował się zresztą teoriami naukowymi, które powstawały w jego czasie. Spory dotyczyły m.in. stanu skupienia i właściwości tego, co znajduje się pod nami. Dowody bywały bardzo pomysłowe. William Gilbert u progu XVII w. dowodził, że Ziemia w całości składa się z magnetytu, na dowód pokazując miniaturowy model kuli, którego „biegun północny” przyciągał wskazówkę kompasu dokładnie tak, jak dzieje się to w skali makro (wedle dzisiejszych teorii magnetyzm wynika z ruchów konwekcyjnych żelaza w płynnym zewnętrznym jądrze, które tworzą coś na kształt samonapędzającego się dynama). Lord Kelvin – na którego cześć nazwano podstawową jednostkę temperatury w układzie SI – dowodził z kolei, że wnętrze planety nie może być płynne, gdyż inaczej ruch obrotowy wprowadzałby ją w drgania, a więc musi być twarde. Potwierdzać miał to eksperyment z jajkiem, który każdy z nas może wykonać w domu – otóż nieugotowane jajko obracane w rękach zaczyna wychodzić ze swojej orbity, natomiast to, którego wnętrze jest w stanie stałym (tzn. ugotowane), zachowuje się stabilnie. Oczywiście Verne również przyjmował teorię Ziemi stałej wewnątrz – inaczej jego bohaterom nie udałoby się zejść w jej odmęty.
W powieści francuskiego erudyty ekspedycja ku jądru składa się z trzech mężczyzn. Axel, jej współuczestnik i narrator, przez dużą część historii wykazuje niewielkie zainteresowanie docieraniem do wnętrza planety i stara się z tego wykręcić. Greta, jego ukochana, dla odmiany wykazuje olbrzymi entuzjazm do wyprawy. „Sama chętnie towarzyszyłabym twemu wujowi i tobie. Ale obawiam się, że jako słaba dziewczyna mogłabym wam tylko przysporzyć kłopotu” – mówi jedynie.
Odkrycie Dunki
Trudno powiedzieć, czy ta wypowiedź prezentuje rzeczywisty pogląd Verne’a, czy może jest krytyką relacji, jakie panowały w świecie nauki w połowie XIX w. W XX w. stosunki wyglądały już nieco lepiej, na tyle dobrze, że umożliwiły badania Dunce Inge Lehmann. To dzięki niej wiemy dzisiaj, że w płynnym jądrze zewnętrznym Ziemi (znajdującym się na głębokości około 2,9–5,2 tys. kilometrów) znajduje się stałe jądro wewnętrzne (głębokość około 5,1–6,4 tys. km). Lehmann wyszła od badań Richarda Oldhama, który udowodnił istnienie płynnego jądra, opierając się na obserwacji pochodzących z trzęsień ziemi fal dochodzących do sejsmografów. „Strefę cienia”, przez którą nie przedostawało się spektrum drgań, uznał za obszar zawierający płynną masę metali. W tej strefie cienia Lehmann dopatrzyła się jednak anomalii, która stała się podstawą dzisiejszego założenia o „zamarzniętym” żelaznym jądrze.
Czytelnik może mieć wątpliwości, dlaczego fale z trzęsień ziemi, z których najgłębsze mają miejsce niespełna 700 km pod powierzchnią, pozwalają nam widzieć oddalone od nas o około 6 tys. kilometrów jądro? Odpowiedź jest prosta: o ile ostrzeżenia na temat potencjalnych zagrożeń tektonicznych określamy za pomocą drgań dochodzących bezpośrednio spod nas, to dane na temat wnętrza planety dostajemy, obserwując fale dochodzące z jej przeciwległej strony.
Dziś badaczy wnętrza Ziemi zajmuje przede wszystkim właśnie odkryte przez Lehmann wewnętrzne jądro. Bywa ono porównywane do osobnej planety, z kolejnymi warstwami o własnych charakterystykach. Nie mamy dziś szans, by tam dotrzeć fizycznie – i najprawdopodobniej długo jeszcze takiej możliwości mieć nie będziemy, biorąc pod uwagę temperatury zbliżone do tych na powierzchni Słońca i ciśnienie wynoszące około 3,5 mln atmosfer. Najbardziej obiecujące badania dążą dziś nie do wykonania jak najgłębszego odwiertu, a do odtworzenia warunków panujących w jądrze. Gigantyczne ciśnienie osiąga się poprzez ściskanie dwóch diamentów, a temperaturę – poprzez traktowanie ich wiązką lasera. Problem w tym, że taka operacja wymaga bezpowrotnego zużycia jednego z najdroższych surowców dostępnych człowiekowi. Z pewnością jednak badania posuną się naprzód, kiedy nauczymy się produkować syntetyczne zamienniki o zbliżonych do diamentu właściwościach. Kto wie, co wtedy zaobserwujemy – może śmiejącego się diabła?
Czytaj również:
