باحثون: الموجات الزلزالية تكشف بعض الأسرار عن نواة الأرض

pexels-pixabay-269724
CC0
  • ابتسام سلامة
  • الإثنين، 27-02-2023
  • 07:50 م
نشرت صحيفة "نيويورك تايمز" الأمريكية تقريرًا تحدّثت فيه عن النواة الداخلية للأرض وخصائصها التي اكتشفها علماء الجيولوجيا عن طريق دراسة الزلازل.

وقالت الصحيفة، في تقريرها الذي ترجمته "عربي21"، إن كتب الجيولوجيا تتضمن بشكل واضح مخططا مفصلا للأرض يُظهر أربع طبقات محددة بدقة: القشرة الخارجية التي تعيش عليها جميع الكائنات الحية بما في ذلك البشر وتتكون من صخور صلبة؛ والوشاح حيث تتدفق الصخور المنصهرة التي تقود حركة القارات ورفع الجبال؛ ولب خارجي يتكون بشكل رئيسي من عنصري الحديد والنيكل ويولّد المجال المغناطيسي للكوكب؛ وأخيرا نواة داخلية صلبة.

وعند تحليل تقاطع الموجات الزلزالية من الزلازل الكبيرة، أكد عالمان أستراليان وجود طبقة مختلفة تمامًا في مركز الأرض. وقال العالم هرفوي تكالتشيتش أستاذ الجيوفيزياء في الجامعة الوطنية الأسترالية في كانبيرا: "لقد تأكدنا الآن من وجود نواة داخلية أعمق".

اظهار أخبار متعلقة



وذكرت الصحيفة أن تقديرات كل من الدكتور رفوج تكالسيك وتان سون فام تشير إلى أن عرض النواة الداخلية الأعمق يبلغ حوالي 800 ميل، وعرض القلب الداخلي بالكامل حوالي 1500 ميل. وقد نُشرت النتائج التي توصلا إليها في مجلة "نيتشر كوميونيكيشن".

يُصور الرسم التخطيطي المفصل تقسيمات واضحة المعالم، إلا أن المعطيات المتوفرة حول النواة الداخلية الأعمق قليلة بشكل كبير.

تبعد هذه النواة حوالي أربعة آلاف ميل عن مركز الأرض، ومن المستحيل حفر أكثر من بضعة أميال في القشرة الأرضية. ويأتي معظم ما هو معروف عمّا يكمن تحت هذه القشرة من الموجات الزلزالية - اهتزازات الزلازل التي تنتقل عبر الكوكب وحوله.

اظهار أخبار متعلقة



وفقا للصحيفة، اقترح اثنان من علماء الزلازل بجامعة هارفارد، مياكي إيشي وآدم ديونسكي، لأول مرة فكرة النواة الداخلية الأعمق في سنة 2002 بناءً على الخصائص المميزة لسرعة الموجات الزلزالية التي تمر عبر النواة الداخلية. وقد أكد العلماء أن سرعة الموجات الزلزالية التي تنتقل عبر هذا الجزء من الأرض تختلف باختلاف الاتجاه، حيث تتحرك الموجات بشكل أسرع عند الانتقال من قطب إلى آخر على طول محور الأرض ولكنها تكون أبطأ عند السفر بشكل عمودي على المحور. وبناء عليه، يعتقد الجيوفيزيائيون أن الاختلاف في السرعات - أسرع بنسبة قليلة على طول المسارات القطبية - ينشأ من محاذاة بلورات الحديد في النواة الداخلية.

اظهار أخبار متعلقة



قال علماء الزلازل بجامعة هارفارد إن أبطأ الموجات هي تلك التي تتحرك بزاوية 45 درجة مع المحور بدلاً من 90 درجة، إذا ما وُجدت في منطقة صغيرة في المركز. وقد كانت البيانات المتاحة آنذاك قليلة للغاية بحيث لا يمكن إقناع الجميع بنتائجها.

وأضافت الصحيفة أن الموجات الزلزالية التي تنتقل من أصل الزلزال مباشرة إلى الأرض وعبر النواة الداخلية الأعمق ستكون أفضل القياسات. ولكن اكتشاف ذلك يتطلب وضع مقياس للزلازل على الجانب الآخر من الأرض، وفي منتصف المحيط.

وأكدت الصحيفة إمكانية ارتداد الموجات الزلزالية؛ حيث يمكن لمقياس الزلازل القريب من مركز الزلزال اكتشاف انعكاس الموجة التي مرت عبر الأرض والارتداد إلى الخلف، مروراً بالنواة الداخلية الأعمق مرتين. ويمكن أيضًا أن تنعكس ذهابًا وإيابًا مرة ثانية، حيث تنتقل عبر النواة الداخلية أربع مرات.

وفي السنوات الأخيرة، تم نشر عدد كبير من أجهزة قياس الزلازل خاصة في الولايات المتحدة. وقد أتاح الجمع بين الإشارات من أدوات متعددة اكتشاف الانعكاسات الخافتة الناتجة عن الزلازل التي بلغت قوتها 6 درجات أو أكثر. وفي هذا السياق، قال الدكتور  تكالسيك: "قمنا بمعالجة 200 حدث ووجدنا أن 16 منها خلف هذه الموجات المرتدة".

وفي أحد الزلازل التي اندلعت في جزر سليمان في سنة 2017، تم رصد الموجات التي انتقلت خمس مرات عبر النواة الأعمق بواسطة أجهزة قياس الزلازل التي تم وضعها بالصدفة على الجانب الآخر من الكوكب.

اظهار أخبار متعلقة



ونقلت الصحيفة عن جورج هيلفريتش من معهد علوم الأرض والحياة بمعهد طوكيو للتكنولوجيا في اليابان الذي لم يشارك في البحث: "يستحقون هذه الشهرة بعد كشفهم للملاحظات التي قد تستخدمها المزيد من الدراسات لكشف اللبس الذي يحيط بمفهوم بنية النواة الداخلية للأرض". ولا يبدو أن هناك أي اختلاف كبير في التركيب بين الأجزاء الخارجية والنواة الداخلية الأعمق. كما يبدو أن الانتقال يحدث تدريجيًا وليس بشكل حاد.

ومن جهته، قال فيرنون كورمير، أستاذ الفيزياء بجامعة كونيتيكت الذي لم يشارك في البحث، إن هذا الأمر قد يشير إلى ما حدث للأرض قديما، مشيرا إلى أن النواة الداخلية حديثة الظهور إلى حد ما من الناحية الجيولوجية، إذ تتراوح التقديرات بين 600 مليون إلى مليار سنة وهو ما يُعد جزءا بسيطا من تاريخ الكوكب البالغ 4.5 مليارات سنة. كما يبدو أن بنية اللب الصلب معقدة بعض الشيء. وفي كانون الثاني/ يناير، أفاد علماء آخرون بأن سرعة دوران النواة الداخلية تتغير.

وأضاف الدكتور كورمير: "يكمن السبب وراء دراسة البنية الأساسية الداخلية للأرض في محاولة ربطها بالمجال المغناطيسي للكوكب. سيحاول العلماء البحث عن بعض التغييرات في المجال المغناطيسي للأرض التي ربما حدثت في نفس الوقت الذي حدث فيه التغيير في تبلور النواة الداخلية".

https://www.nytimes.com/2023/02/23/science/earth-core-seismic-waves.html

شارك
التعليقات