اكتشاف جديد يكشف أسرار نواة الأرض الداخلية

شكّلت نواة الأرض الغني بالحديد في مركز كوكب الأرض جزءًا أساسيًا من تطور الكوكب، فهو لا يُغذي المجال المغناطيسي الذي يحمي غلافنا الجوي ومحيطاتنا من الإشعاع الشمسي فحسب، بل يؤثر أيضًا على الصفائح التكتونية التي أعادت تشكيل القارات باستمرار.

ولكن على الرغم من أهميته، فإن العديد من أهم خصائصه الأساسية لا تزال مجهولة، ولا نعرف بالضبط درجة حرارة اللب، أو مكوناته، أو متى بدأ بالتجمد، ولحسن الحظ، يُقرّبنا اكتشاف حديث توصلتُ إليه أنا وزملائي من الإجابة على هذه الألغاز الثلاثة.

ونعلم أن درجة حرارة اللب الداخلي للأرض تبلغ حوالي (4727 درجة مئوية)، وكان سائلًا في السابق، لكنه برد وأصبح صلبًا بمرور الوقت، متمددًا نحو الخارج، وعندما يبرد، يُطلق حرارةً إلى طبقة الوشاح التي تُغطيه، دافعًا التيارات خلف الصفائح التكتونية.

هذا التبريد نفسه يُولّد أيضًا المجال المغناطيسي للأرض، وتأتي معظم طاقة المجال اليوم من تجميد الجزء السائل من النواة ونمو النواة الداخلية الصلبة في مركزها.

ومع ذلك، نظرًا لعدم قدرتنا على الوصول إلى نواة الأرض، علينا تقدير خصائصها لفهم كيفية تبريدها.

ويُعد معرفة درجة حرارة انصهار النواة أو نواة الأرض جزءًا أساسيًا من فهمها، ونعرف الحد الفاصل بين النواة الداخلية الصلبة والنواة الخارجية السائلة من علم الزلازل، حيث يجب أن تساوي درجة حرارة النواة درجة انصهارها في هذا الموقع، لأن هذا هو مكان تجمدها. 

لذا، إذا عرفنا درجة حرارة الانصهار بدقة، يُمكننا معرفة المزيد عن درجة حرارة النواة الدقيقة - ومما تتكون.

كيمياء غامضة

تقليديًا، لدينا طريقتان لمعرفة مما تتكون النواة: النيازك وعلم الزلازل، وبدراسة التركيب الكيميائي للنيازك - التي يُعتقد أنها قطع من كواكب لم تتشكل قط، أو قطع من أنوية كواكب شبيهة بالأرض دُمرت - يُمكننا تكوين فكرة عمّا قد يكون عليه لب الأرض.

المشكلة هي أن هذا لا يُعطينا سوى فكرة تقريبية، حيث تُظهر لنا النيازك أن لب الأرض يجب أن يكون مُكوّنًا من الحديد والنيكل، وربما نسبة ضئيلة من السيليكون أو الكبريت، ولكن من الصعب تحديد ذلك بدقة أكبر.

أما علم الزلازل، فهو أكثر دقة. فعندما تنتقل الموجات الصوتية الناتجة عن الزلازل عبر الكوكب، فإنها تتسارع وتتباطأ تبعًا للمواد التي تمر بها، وبمقارنة زمن انتقال هذه الموجات، من الزلزال إلى مقياس الزلازل، مع سرعة انتقالها عبر المعادن والفلزات في التجارب، يُمكننا تكوين فكرة عن مكونات باطن الأرض.