أثبت باحثو جامعة جنوب كاليفورنيا أن قلب الأرض يفقد سرعته

تقدم دراسة جديدة دليلا واضحا على أن سرعة النواة الداخلية للأرض بدأت في الانخفاض حوالي عام 2010.

جامعة جنوب كاليفورنيا. اكتشف العلماء أن اللب الداخلي للأرض يتباطأ بالنسبة لسطح الكوكب، وهي ظاهرة بدأت حوالي عام 2010 بعد عقود من الاتجاه العكسي. تم اكتشاف هذا التغيير الكبير من خلال التحليل التفصيلي للبيانات الزلزالية الناتجة عن الزلازل والتجارب النووية. ويتأثر التباطؤ بديناميكيات اللب الخارجي السائل المحيط وسحب الجاذبية لوشاح الأرض، مما قد يؤثر بشكل طفيف على دوران الأرض.

ديناميات النواة الداخلية

أثبت علماء جامعة جنوب كاليفورنيا أن النواة الداخلية للأرض تنعكس -تتباطأ- بالنسبة لسطح الكوكب، حسبما أظهرت دراسة جديدة نشرت في 12 يونيو في المجلة. طبيعة.

لقد ناقش المجتمع العلمي منذ فترة طويلة حركة اللب الداخلي، حيث تشير بعض الدراسات إلى أنه يدور بشكل أسرع من سطح الأرض. ومع ذلك، فإن الأبحاث الحديثة التي أجرتها جامعة جنوب كاليفورنيا تظهر بشكل قاطع أنه ابتداءً من عام 2010 تقريبًا، تباطأت النواة الداخلية، وتتحرك الآن بمعدل أبطأ من سطح الكوكب.

قال جون فيدال، أستاذ علوم الأرض في كلية دورنسيف للآداب والفنون والعلوم بجامعة جنوب كاليفورنيا: “عندما رأيت لأول مرة مخططات الزلازل التي ألمحت إلى هذا التغيير، شعرت بالحيرة”. “ولكن عندما اكتشفنا عشرين ملاحظة إضافية تشير إلى نفس النمط، كانت النتيجة حتمية. لقد تباطأ القلب الداخلي للمرة الأولى منذ عقود. لقد جادل علماء آخرون مؤخرًا لصالح نماذج مماثلة ومختلفة، لكن دراستنا الأخيرة توفر الحل الأكثر إقناعًا. »

نسبية العودة والتباطؤ

يعتبر اللب الداخلي مقلوبًا ويتحرك للخلف بالنسبة لسطح الكوكب بسبب تحركه بشكل أبطأ قليلاً بدلاً من أسرع من عباءة الأرض لأول مرة منذ حوالي 40 عامًا. ومقارنة بسرعته في العقود السابقة، فإن النواة الداخلية تتباطأ.

اللب الداخلي عبارة عن كرة صلبة من الحديد والنيكل محاطة بالنواة الخارجية من النيكل والحديد السائل. بالنسبة لحجم القمر، يقع اللب الداخلي على عمق أكثر من 3000 ميل تحت أقدامنا ويمثل تحديًا للباحثين: لا يمكن زيارته أو رؤيته. يجب على العلماء استخدام الموجات الزلزالية الناتجة عن الزلازل لإنشاء تصورات لحركة اللب الداخلي.

نهج جديد لنهج متكرر

استخدم فيدال ووي وانغ من الأكاديمية الصينية للعلوم أشكالًا موجية وزلازل متكررة على عكس الأبحاث الأخرى. الزلازل المتكررة هي أحداث زلزالية تحدث في نفس الموقع لإنتاج مخططات زلزالية متطابقة.

في هذه الدراسة، قام الباحثون بتجميع وتحليل البيانات الزلزالية المسجلة حول جزر ساندويتش الجنوبية من 121 زلزالًا متكررًا وقعت بين عامي 1991 و2023. كما استخدموا بيانات من تجربتين نوويتين سوفيتيتين بين عامي 1971 و1974، بالإضافة إلى اختبارات فرنسية وأمريكية متكررة. التجارب النووية من دراسات أخرى على النواة الداخلية.

وقال فيدال إن تباطؤ سرعة النواة الداخلية كان سببه تماوج النواة الخارجية للحديد السائل المحيطة، مما يولد المجال المغناطيسي للأرض، بالإضافة إلى سحب الجاذبية من المناطق الكثيفة من الوشاح الصخري الذي يعلوها.

التأثير على سطح الأرض

لا يمكن إلا التكهن بآثار هذا التغيير في حركة اللب الداخلي لسطح الأرض. وقال فيدال إن إرجاع النواة الداخلية يمكن أن يغير طول اليوم بأجزاء من الثانية: “من الصعب جدًا ملاحظة أنه، في حدود جزء من الألف من الثانية، ضاع تقريبًا وسط ضجيج المحيطات والغلاف الجوي. »

تهدف الأبحاث المستقبلية التي يجريها علماء جامعة جنوب كاليفورنيا إلى تتبع مسار النواة الداخلية بمزيد من التفصيل للكشف عن سبب تحركها بالضبط.

وقال فيدال: “إن رقصة القلب الداخلي يمكن أن تكون أكثر حيوية مما نعرفه حتى الآن”.

المرجع: “تراجع النواة الداخلية عن طريق انعكاسات تغير شكل الموجة الزلزالية” بقلم وي وانج، وجون إي. فيديل، وجوانينج بانج، وكيث دي كوبر، ورويان وانج، 12 يونيو 2024، طبيعة.
دوى: 10.1038/s41586-024-07536-4

إلى جانب فيدال، هناك مؤلفون آخرون للدراسة يشملون رويان وانغ من جامعة جنوب كاليفورنيا دورنسيف، ووي وانغ من الأكاديمية الصينية للعلوم، وجوانينج بانغ من جامعة كورنيل، وكيث كوبر من جامعة يوتا.

تم دعم هذا البحث من قبل المؤسسة الوطنية للعلوم (EAR-2041892) ومعهد الجيولوجيا والجيوفيزياء التابع للأكاديمية الصينية للعلوم (IGGCAS-201904 وIGGCAS-202204).