اكتشف العلماء مركزًا جديدًا في مركز الأرض

قال تان صن بام ، المؤلف الرئيسي للدراسة: “من الواضح أن اللب الداخلي يختلف عن الطبقة الخارجية”. “هكذا نعتقد أن الذرات [packed] إنها مختلفة قليلاً في هاتين المنطقتين.“

يدرس الباحثون اللب الداخلي لفهم المجال المغناطيسي للأرض بشكل أفضل ، والذي يحمينا من الإشعاع الضار في الفضاء ويساعد على جعل الحياة ممكنة على كوكبنا. يفترض الجيوفيزيائيون أنه ربما يكون قد تشكل أقل من اللب الداخلي منذ مليار سنة، وهو حديث السن نسبيًا على المقياس الزمني الجيولوجي. مؤلفو البحث يشرح ينمو اللب الداخلي للخارج عن طريق تصلب المادة من اللب الخارجي السائل ، وإطلاق الحرارة وخلق تيارات الحمل. هذا الحمل الحراري يخلق المجال المغناطيسي للأرض.

النواة الداخلية للأرض تبطئ دورانها

تم اكتشاف اللب الداخلي بواسطة عالم الزلازل الدنماركي إنجي ليمان في عام 1936 ، وهو أقل من 1 في المائة من حجم الأرض (يقع مركز الأرض على عمق 4000 ميل تحت السطح). ومع ذلك ، فإن المسافة والحجم الصغير تحت السطح يجعل من الصعب على العلماء القياس بالقياسات المباشرة ، لذا فهم بدلاً من ذلك يدرسون موجات الصدمة الناتجة عن الزلازل.

قال بوم إنه عندما يضرب زلزال كبير ، فإن موجات الصدمة الناتجة ، أو الموجات الزلزالية ، ترتد ذهابًا وإيابًا من جانب من الأرض إلى الجانب الآخر مثل كرة بينج بونج. تنتقل الموجات الزلزالية بسرعات مختلفة عبر طبقات مختلفة من الأرض حسب كثافتها ودرجة حرارتها وتكوينها. مثل أخصائي الأشعة الذي يدرس الأعضاء الداخلية للمريض ، يستخدم العلماء في جميع أنحاء العالم أدوات تسمى أجهزة قياس الزلازل لقياس هذه التذبذبات والتعرف على أعمال الأرض الداخلية.

قبل عشرين عامااقترح الباحثون وجود طبقة خامسة باستخدام بيانات قياس الزلازل. وقال بوم إنه منذ ذلك الحين ، تم تعزيز الدليل على اللب الداخلي “بمرور الوقت بمزيد من البيانات”. لكن دراسته الجديدة تأخذها إلى أبعد من ذلك من خلال تحليل مخطط زلازل غير مسبوق.

قال بوم: “إن الاختراق الذي حققته هذه الدراسة هو أننا وجدنا طريقة جديدة لنمذجة لب النواة الداخلية للأرض”. وقال إن الفريق لا يزال لديه المزيد من الأدلة لإثبات أن “النواة الداخلية موجودة بالفعل”.

في الدراسة الجديدة ، لاحظ الفريق زلازل متعددة عبر قطر الأرض – تصل أحيانًا إلى خمس مرات – وهو أمر لم يسجله الباحثون في “التاريخ الزلزالي” ، مشيرين إلى أن الدراسات السابقة وثقت ارتدادًا واحدًا فقط. وجدوا أن الموجات الزلزالية تنتقل عبر اللب الداخلي بسرعات مختلفة عن اللب المحيط ، اعتمادًا على اتجاه الموجة.

على وجه الخصوص ، تكون الموجات التي تمر عبر اللب الداخلي أبطأ عند الاقتراب من خط الاستواء من زاوية مائلة. وفي الوقت نفسه ، تتباطأ الموجات التي تمر عبر اللب الداخلي الخارجي أثناء مرورها عبر خط الاستواء.

قال باوم إن السرعة تختلف باختلاف اتجاه الموجة بسبب خاصية فيزيائية تسمى تباين الخواص ، والتي تسمح للمادة بأن يكون لها خصائص مختلفة في اتجاهات مختلفة. عادة ما نرى تباين الخواص في الخشب ، والذي يسهل قطعه بحبوبه أكثر من قطعه ضده.

يقر باوم بأن تفرد هذا اللب الداخلي خفي وليس حادًا مثل الطبقات الأخرى. على سبيل المثال ، إذا سافرت من الوشاح إلى اللب الخارجي ، فمن المرجح أن تنتقل من الحالة الصلبة إلى السائلة وستختبر تركيبات كيميائية مختلفة. ولكن إذا سافرت من اللب الداخلي إلى اللب الداخلي ، فسترى تغييرًا في البنية البلورية ، ولكن نفس تركيبة الحديد والنيكل.

اقترح العالم الجيوفيزيائي جون تارتونو ، الذي لم يشارك في البحث ، فكرة النواة الداخلية ، لكن هذه البيانات الجديدة تعزز بشكل كبير حالة أن “اللب الداخلي له في الواقع بنية مختلفة عن اللب الخارجي”. “

قال تاردونو ، أستاذ الجيوفيزياء في جامعة روتشستر: “إن وجود هذا اللب الداخلي الجوهري يجعلنا نتساءل كيف يمكن أن يكون قد تشكل.” وقال مؤلفو الدراسة إن تشكيل اللب الداخلي يمكن أن يكون دليلاً على “حدث عالمي مهم”. من الماضي “الذي تسبب في حدوث تغيير في لب الأرض الداخلي.

لدى تارتونو ، الذي يبحث في كيفية تشكل اللب الداخلي ، فكرته الخاصة. تشير أبحاثه إلى أن تكوين هذا اللب الداخلي قد يكون مرتبطًا بتحول في الصفائح التكتونية منذ مئات الملايين من السنين. ويضيف أن الطبقات الأقدم والأكثر سمكًا من القشرة المحيطية تغرق حتى تتراكم في قاع القشرة ، مما يؤثر على كيفية هروب الحرارة من اللب. ثم غيّر هذا كيفية تطور النواة الداخلية.

قال تاردونو إن التحليل الجديد “مثير لأنه يحسن الحالة” لآلية الصفائح التكتونية.

قال تاردونو ، الذي نشر نتائجه: “ما نراه في هذا اللب الداخلي هو في الواقع إشارة إلى تغيير في نظام الصفائح التكتونية”. العام الماضي.

يمكن لكل من Tarduno و Baum معرفة أصل طبقات اللب الداخلية لمساعدتهم على فهم المزيد حول كيفية تشكل المجال المغناطيسي – وبالتالي ، كيف يمكن للحياة أن تعيش على الأرض والكواكب الأخرى.

قال تاردونو: “إن تشكيل اللب الداخلي أمر بالغ الأهمية لخلق كوكب صالح للسكن على المدى الطويل لأن اللب الداخلي يحرك المجال المغناطيسي الذي يحرك الغلاف المغناطيسي”. “لولاها ، لكنا فقدنا الماء تدريجياً من الكوكب”.

سيساعد اللب الداخلي في تعليم المزيد حول الكيفية التي قد تكون بها الكواكب الأخرى صالحة للسكن أو لا.“