اكتشاف بنية جديدة غامضة داخل نواة الأرض

طقس العرب - قد تحتوي الأرض على طبقات أكثر مما اعتقد العلماء، وجد بحث جديد أنه قد تكون هناك طبقة مخفية داخل اللب الداخلي الصلب للأرض (نواة الأرض)، الطبيعة الدقيقة لهذه الطبقة ما زالت غامضة، لكن يمكن أن يكون لها علاقة بالتغيرات التي قد تحدث في بنية الحديد تحت درجات الحرارة والضغط الشديدين، وأن هناك تعقيدًا في تركيب اللب الداخلي أكثر مما كان متوقعًا في السابق.

 

نواة الأرض المعقدة

يتكون لب الأرض من جزأين، وهما:

• اللب الخارجي (Outer Core): ويبدأ اللب الخارجي السائل على عمق حوالي 2,897 كيلومترًا من سطح الأرض، ويتكون من معادن سائلة عند درجات حرارة تتراوح من 2,204 إلى 4,982 درجة مئوية.

• اللب الداخلي (Inner Core): ويبدأ على عمق حوالي 5,150 كم تحت سطح الأرض، ويتكون من الحديد الصلب، وقليلًا من النيكل.

تعود الدلائل الأولى التي أشارت إلى أنه قد يكون هناك شيء غريب كامن في داخل اللب الداخلي للأرض إلى فترة الثمانينيات، لكن نظراً لعدم وجود طريقة للوصول إلى اللب الداخلي، ولأن درجات الحرارة هناك تقترب من تلك الموجودة على سطح الشمس، يستخدم العلماء موجات الزلزال لعمل صور للنواة.

 

إذ يتم دراسة الموجات الزلزالية على الجانب الذي نشأة فيه ومقارنتها مع الموجات التي تصل إلى الجانب الآخر من الأرض، حيث تحمل الموجات الزلزالية التي تمر إلى الجانب الآخر للأرض، تغييرات طفيفة يمكن للعلماء استخدامها لإعادة تكوين صورة للتراكيب الأرضية التي مرت خلالها هذه الموجات.

 

الغريب في الأمر، أنه عندما تمر الموجات عبر اللب من الشمال إلى الجنوب، فإنها تنتقل بشكل أسرع من الموجات التي تمر عبر اللب الموازي لخط استواء الأرض. لا أحد يعرف سبب ذلك على وجه اليقين، لكن التفسير التقني لهذا الاختلاف الغريب هو تباين الخواص بين الطبقات التي تمر بها الموجات.

 

اللغز الموجود في أعماق الأرض

لاحظ العلماء في أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، أن هناك تبايناً في الخواص في منطقة ما داخل اللب الداخلي، لا يتطابق مع تركيب طبقة اللب الداخلي.

 

فقد جمع العلماء مجموعة بيانات من حوالي 100,000 موجة زلزالية مرت عبر هذا المستوى من نواة الأرض، وطبقت عليها خوارزمية تبحث عن أفضل تحليل للبيانات وأفضل تفسير مادي لما يحدث، فوجدوا أن في داخل اللب الداخلي، طبقة تبدأ من مسافة 650 كم عن مركز الأرض، وأن تباين الخواص ليس موازيًا تمامًا لخط الاستواء، بل يميل بمقدار 54 درجة.

 

ليس من السهل تحديد ماهية هذا الشيء، لكن يعمل الباحثون الآن مع علماء فيزياء المعادن وعلماء الجيوديناميك لمحاولة ابتكار نماذج للنواة داخل اللب الداخلي للأرض، من شأنها أن تفسر هذا التغيير.

 

يعتقد العلماء إنه عندما برد الكوكب برد اللب الداخلي وتوسع، لذلك يمكن أن يكون لبنية النواة داخل اللب الداخلي للأرض علاقة بالطريقة التي يتبلور بها الحديد أثناء تبريده، أو قد يكون بسبب التغيرات في الطريقة التي يتصرف بها المعدن عند درجات الحرارة العالية والضغط الكبير.

 

ما يزيد الأمر صعوبة هو أن تصوير لب الأرض معقد، ويرجع ذلك جزئيًا إلى أن الزلازل العميقة التي يستخدمها العلماء للتصوير لا تحدث بالتساوي في جميع أنحاء العالم، فتؤدي مجموعة البيانات المتقطعة هذه إلى ظهور نقاط عمياء.

 

يعمل علماء الزلازل والجيوفيزيائيون الآن على طرق لاستنباط أنواع خفية من موجات الزلازل تسمى الأطوار الغريبة التي مرت عبر اللب الداخلي للأرض، عادة ما تكون هذه المراحل دقيقة للغاية بحيث لا يمكن استخلاصها من زلزال واحد، ولكن يمكن اكتشافها في مجموعة كبيرة من البيانات لآلاف الزلازل.

ويأمل العلماء للحصول على تفاصيل أوفى عن هذه الطبقة وعن لب الأرض، إذ تأتي أهمية دراسة لب الأرض من دوره في تكوين المجال المغناطيسي للأرض، والمجال المغناطيسي، بدوره، يحمي الكوكب من الجسيمات المشحونة المتدفقة من الشمس، ولولا هذا المجال المغناطيسي ودوره في حماية الأرض لما تطورت الحياة على هذا الكوكب.