كشفت دراسة جديدة أن اللب الداخلي للأرض قد يكون مملوءًا بمادة غريبة ليست صلبة ولا سائلة.
لأكثر من نصف قرن ، اعتقد العلماء أن الأرض تتكون التجاويف الأعمق من لب خارجي منصهر يحيط بكرة مضغوطة بكثافة من الحديد الصلب سبيكة. لكن بحثًا جديدًا نُشر في 9 فبراير في مجلة Nature (يفتح في علامة تبويب جديدة) ، يقدم نظرة ثاقبة نادرة عن الهيكل الداخلي للكوكب - وهو أغرب بكثير مما كان يعتقد سابقًا.
تشير عمليات المحاكاة الحاسوبية الجديدة إلى أن النواة الداخلية الساخنة والمضغوطة بشدة للأرض يمكن أن توجد في "حالة فائقة الأيونية" - مزيج دائري من الهيدروجين ، أكسجين و الكربون جزيئات ، تتسلل باستمرار من خلال شبكة من الحديد تشبه الشبكة.
كتب الباحثون في ورقتهم:"وجدنا أن الهيدروجين والأكسجين والكربون في الحديد المعبأ بشكل سداسي الشكل يتحول إلى حالة فائقة الأيونية في ظل الظروف الأساسية الداخلية ، مما يُظهر معاملات انتشار عالية مثل السائل". "هذا يشير إلى أن اللب الداخلي يمكن أن يكون في حالة فوق أيونية بدلاً من حالة صلبة عادية".
يخضع قلب الكوكب لضغوط تكسير العظام ودرجات حرارة شديدة الحرارة بحرارة سطح الشمس ، لطالما كانت محتوياتها موضع تكهنات بين العلماء ومؤلفي الخيال العلمي على حدٍ سواء. منذ الخمسينيات من القرن الماضي ، تقدم في دراسة الزلزال مكنت الموجات الزلزالية المتولدة - والتي تنتقل عبر اللب - الباحثين من إجراء تخمينات أكثر دقة حول ما يوجد داخل قلب الكوكب ، ولكن حتى اليوم الصورة بعيدة عن الوضوح.
دراسة 2021 حول كيفية انتقال نوع من الموجات الزلزالية يُطلق عليه اسم موجة القص (أو "s") عبر باطن كوكبنا ، كشف أن اللب الداخلي للأرض ليس من الحديد الصلب ، كما كان يُعتقد سابقًا ، ولكنه بدلاً من ذلك يتكون من حالات مختلفة من "طري" material ، Live Science ذكرت سابقًا وتتكون من سبيكة حديد من ذرات الحديد وعناصر أخف مثل الأكسجين أو الكربون.
لكن العلماء لم يكونوا متأكدين مما تتكون هذه الهريسة. يعد الوصول إلى النواة عن طريق المسبار أمرًا مستحيلًا ، لذلك بالنسبة للدراسة الجديدة ، تحول الباحثون بدلاً من ذلك إلى محاكاة - تجميع البيانات الزلزالية وإدخالها في برنامج كمبيوتر متقدم مصمم لإعادة إنشاء تأثيرات الضغوط الشديدة ودرجات الحرارة الأساسية على مجموعة متنوعة من المحتمل العناصر الأساسية:مثل الحديد والهيدروجين والأكسجين والكربون. في المواد الصلبة المنتظمة ، تقوم الذرات بترتيب نفسها في شبكات متكررة ، لكن المحاكاة الأساسية تشير بدلاً من ذلك إلى أنه في قلب الأرض ، ستتحول الذرات إلى سبيكة فائقة التأين - إطار من ذرات الحديد حول العناصر الأخرى ، مدفوعة بتيارات الحمل الحراري القوية ، قادرة على السباحة بحرية.
قال مؤلف الدراسة الأول يو هي ، عالم الجيوفيزياء في الأكاديمية الصينية للعلوم ، في بيان "إنه أمر غير طبيعي تمامًا". "تصلب الحديد عند حدود القلب الداخلية لا يغير من حركة عناصر الضوء هذه ، والحمل الحراري لعناصر الضوء مستمر في اللب الداخلي ،"
إذا كانت المحاكاة تتماشى مع الواقع ، فإن الضرب المستمر للمواد الفائقة اللطيفة يمكن أن يساعد في تفسير سبب تغير بنية النواة الداخلية كثيرًا بمرور الوقت ، وحتى كيفية توليد التيارات الحرارية القوية المسؤولة عن إنشاء المجال المغناطيسي للأرض. لكن أولاً ، يجب إثبات النموذج.
"سيتعين علينا الانتظار حتى ينضج الإعداد التجريبي لتكرار الظروف الأساسية الداخلية وفحص النماذج المقترحة. وبعد ذلك سنرى أيًا من النماذج مادية" ، هكذا قال هرفوجي تكاليتش ، رئيس علم الزلازل والجيوفيزياء الرياضية في National National الأسترالية أخبرت جامعة كانبيرا ، التي لم تشارك في الدراسة ، موقع Live Science في رسالة بريد إلكتروني. "في غضون ذلك ، يحرز علم الزلازل العالمي تقدمًا ، مع توفر المزيد من تحقيقات الزلازل بسرعة ، ونأمل في تقييد بعض المعايير الرئيسية التي تحدد النماذج الجيوفيزيائية للنواة الداخلية في العقد القادم.
