اكتشاف هيكل غامض داخل نواة الأرض

كشفت دراسة جديدة لعلماء الجيولوجيا، عن كرة عملاقة من المعدن السائل داخل نواة كوكب الأرض، مسؤولة عن إنشاء المجال المغناطيسي للأرض والحفاظ عليه.

يبلغ نصف قطر اللب الخارجي للأرض نحو 3480 كيلومترًا، مما يجعله أكبر قليلاً من كوكب المريخ. ويتكون بشكل أساسي من الحديد والنيكل، مع بعض آثار العناصر الأخف مثل السيليكون، والأوكسجين، والكبريت، والهيدروجين، والكربون.

إن الجزء السفلي من اللب الخارجي أكثر سخونة من الجزء العلوي، والفرق في درجة الحرارة يجعل المعدن السائل يتحرك مثل الماء في وعاء يغلي على الموقد. وتسمى هذه العملية بـ"الحمل الحراري"، وهذه الحركة المستمرة يجب أن تعني أن كل المواد في اللب الخارجي مختلطة بشكل جيد وموحدة.

على عمق 2890 كيلومتراً تحت أقدامنا توجد كرة عملاقة من المعدن السائل، وهي نواة كوكبنا. ويستخدم العلماء الموجات الزلزالية التي تولدها الزلازل كنوع من الموجات فوق الصوتية "لرؤية" شكل وبنية النواة، والمعروفة باسم الـ"كودا".

وباستخدام طريقة جديدة لدراسة هذه الموجات، توصلت الدراسة إلى وجود منطقة كبيرة على شكل "دونات" من النواة حول خط الاستواء، يبلغ سمكها بضع مئات من الكيلومترات، حيث تنتقل الموجات الزلزالية أبطأ بنحو 2% من بقية النواة. وبشكل عام، كانت الموجات المكتشفة أقرب إلى القطبين تسير بسرعة أكبر من تلك القريبة من خط الاستواء.

وبحسب هذه الدراسة، فإن هذه المنطقة تحتوي على عناصر أخف وزنا مثل السيليكون والأوكسجين، وقد تلعب دوراً حاسماً في التيارات الهائلة من المعدن السائل الذي يجري عبر النواة، والذي يولد المجال المغناطيسي للأرض.

وبحسب الدراسات السابقة، فإن الموجات تتحرك ببطء أكبر في كل مكان حول "سقف" اللب الخارجي. ومع ذلك، فقد أظهرت الدراسة الجديدة أن المنطقة ذات السرعة المنخفضة تقع بالقرب من خط الاستواء فقط.

إن دوران الأرض والنواة الداخلية الصلبة الصغيرة يجعل سائل النواة الخارجية ينظم نفسه في دوامات عمودية طويلة تسير في اتجاه الشمال والجنوب، مثل المجاري المائية العملاقة.

وإن الحركة المضطربة للمعدن السائل في هذه الدوامات تخلق "المولد الجيولوجي" المسؤول عن إنشاء المجال المغناطيسي للأرض والحفاظ عليه. يحمي هذا المجال المغناطيسي الكوكب من الرياح الشمسية الضارة والإشعاع، مما يجعل الحياة ممكنة على السطح.

وبحسب الدراسة المنشورة في مجلة "ساينس أليرت" العلمية، فإن دراسة تكوين النواة الخارجية ستساعدنا على فهم المجال المغناطيسي للأرض بشكل أفضل.