اكتشاف هيكل غامض على شكل دونات في أعماق الأرض

اكتشف فريق من العلماء في الجامعة الوطنية الأسترالية هيكلا ضخما “على شكل دونات” مدفونا في باطن الأرض. 

وأوضح العلماء أن الأرض تتكون من طبقات رئيسية: القشرة السطحية والوشاح شبه المنصهر ولب خارجي من المعدن السائل ولب داخلي من المعدن الصلب، وعندما تتسبب حركة الصفائح التكتونية في القشرة الأرضية في حدوث الزلازل، ينتج عن ذلك اهتزازات تنتشر عبر جميع الطبقات الأخرى من الأرض.

وعادة ما يستكشف العلماء الموجات الكبيرة والقوية فقط، التي تنتقل حول العالم في الساعة الأولى أو نحو ذلك بعد الزلزال، ومع ذلك، تمكن البروفيسور هرفوجي تكالسيتش، المعد الرئيسي للدراسة، والمعد المشارك سياولونغ ما، من اكتشاف “الهيكل الدائري” من خلال دراسة الآثار الخافتة التي خلفتها الموجات بعد ساعات عديدة من الهزة الأولية.

وكشفت هذه الطريقة أن الموجات الزلزالية بالقرب من القطبين “تتحرك بشكل أسرع من تلك الموجودة بالقرب من خط الاستواء”، حيث تحركت بمعدل أبطأ من المعتاد بنسبة 2% في منطقة يبلغ سمكها بضع مئات من الكيلومترات.

ووجد الفريق أن هذا يمكن تفسيره بشكل أفضل من خلال وجود “حلقة” ضخمة في أعماق الأرض، أو منطقة على شكل دونات.

ويتوقع العلماء أن هذه المنطقة لا توجد إلا عند خطوط العرض المنخفضة، وتمتد بالتوازي مع خط الاستواء بالقرب من حافة اللب الخارجي حيث يلتقي القسم السائل بالوشاح، وقد تكون مسؤولة عن تشكيل المجال المغناطيسي الواقي لكوكبنا.

وأوضحت الدراسة أن اللب الخارجي للأرض يتكون بشكل أساسي من النيكل والحديد الساخنين، وتدفع تيارات الحمل الحراري “المقترنة بدوران الأرض” المعدن السائل في هذه الطبقة إلى دوامات رأسية طويلة تعمل في اتجاه الشمال والجنوب.

وتعمل التيارات الدوامة لهذه المعادن السائلة مثل الدينامو، وتغذي المجال المغناطيسي للأرض، وبما أن هذه المنطقة الدائرية الشكل “طافت” إلى أعلى اللب الخارجي السائل، فإن هذا يشير إلى أنها قد تكون غنية بالعناصر الأخف وزنا مثل السيليكون والكبريت والأكسجين والهيدروجين أو الكربون.

ويقول تكالتشيتش: “إن نتائجنا مثيرة للاهتمام لأن هذه السرعة المنخفضة داخل اللب السائل تعني أن لدينا تركيزا عاليا من العناصر الكيميائية الخفيفة في هذه المناطق، التي من شأنها أن تتسبب في تباطؤ الموجات الزلزالية، وتساعد هذه العناصر الخفيفة، إلى جانب الاختلافات في درجات الحرارة، في تحريك السائل في اللب الخارجي“.

وبدون هذه العملية التحفيزية للدينامو الداخلي للكوكب، ربما لم يتشكل المجال المغناطيسي للأرض، وقد يكون للنتائج آثارا عميقة على دراسة الحياة على الأرض والكواكب الأخرى.