يبدو أن اللب الداخلي للأرض يحمل سرًا حميميًا.
تتضمن كتب الجيولوجيا بشكل حتمي مخطط مقطعي للأرض يظهر أربع طبقات محددة بعناية: قشرة خارجية رقيقة من الصخور التي نعيش عليها ، والمعروفة باسم القشرة ؛ الوشاح ، حيث تتدفق الصخور مثل سائل شديد اللزوجة ، مما يتسبب في تحرك القارات وارتفاع الجبال ؛ قلب خارجي سائل من الحديد والنيكل يولد المجال المغناطيسي للكوكب ؛ ونواة داخلية قوية.
من خلال تحليل تقاطع الموجات الزلزالية من الزلازل الكبيرة ، يدعي عالمان أستراليان أن هناك طبقة مختلفة تمامًا في مركز الأرض. قال أحد العلماء ، هرفوجي تكالتشيتش ، أستاذ الجيوفيزياء في الجامعة الوطنية الأسترالية في كانبيرا: “لقد أكدنا الآن وجود اللب الداخلي الأعمق”.
يقدر الدكتور تكالسيك وتان سون فام ، باحث ما بعد الدكتوراه ، أن النواة الداخلية الأعمق يبلغ عرضها حوالي 800 ميل. يبلغ عرض القلب الداخلي بالكامل حوالي 1500 ميل. كانت النتائج التي توصلوا إليها نُشر يوم الثلاثاء في مجلة Nature Communications.
بينما يبدو أن الرسم التخطيطي المقطعي يمثل انقسامات حادة ، فإن معرفة باطن الأرض العميقة ضبابية حتمًا. تبعد حوالي 4000 ميل عن مركز الأرض ، ومن المستحيل حفر أكثر من بضعة أميال في القشرة الأرضية. يأتي معظم ما هو معروف عن ما يكمن أدناه من الموجات الزلزالية – اهتزازات الزلازل التي تنتقل عبر الكوكب وحوله. فكر فيهم على أنهم تصوير صوتي عملاق للأرض.
اثنان من علماء الزلازل بجامعة هارفارد ، مياكي إيشي وآدم ديزيونسكي ، أولاً اقترح فكرة النواة الداخلية الأعمق في عام 2002 بناءً على خصائص سرعة الموجات الزلزالية التي تمر عبر اللب الداخلي. كان العلماء يعرفون بالفعل أن سرعة الموجات الزلزالية التي تمر عبر هذا الجزء من الأرض تختلف باختلاف الاتجاه. تحركت الموجات بشكل أسرع عند التحرك من القطب إلى القطب على طول محور الأرض وأبطأ عند التحرك عموديًا على المحور. يعتقد الجيوفيزيائيون أن الفرق في السرعة – أسرع بنسبة قليلة على طول المسارات القطبية – يأتي من محاذاة بلورات الحديد في اللب الداخلي.
لكن في منطقة صغيرة في المركز ، كانت الموجات الأبطأ هي تلك التي تتحرك بزاوية 45 درجة مع المحور بدلاً من 90 درجة ، كما قال علماء الزلازل في جامعة هارفارد.
كانت البيانات المتاحة آنذاك قليلة جدًا بحيث لم تقنع الجميع.
أفضل القياسات هي الموجات الزلزالية التي تنتقل من أصل الزلزال مباشرة إلى الأرض وعبر أعمق النواة الداخلية. ومع ذلك ، فإن اكتشافها يتطلب عادة مقياسًا للزلازل يقع بالضبط تقريبًا على الجانب الآخر من الأرض ، وتلك النقطة في منتصف المحيط.
تستفيد الورقة الجديدة من حقيقة أن الموجات الزلزالية ترتد أيضًا. وهكذا ، يمكن لمقياس الزلازل القريب من مركز الزلزال اكتشاف انعكاس الموجة التي مرت عبر الأرض وترتد إلى الوراء ، مروراً بالنواة الداخلية الأعمق مرتين. يمكن أيضًا أن تنعكس ذهابًا وإيابًا مرة ثانية ، مروراً بالنواة الأعمق أربع مرات.
في السنوات الأخيرة ، تم نشر عدد كبير من أجهزة قياس الزلازل ، لا سيما في الولايات المتحدة. سمح الجمع بين الإشارات من عدة أدوات باكتشاف الانعكاسات الخافتة الناتجة عن الزلازل التي بلغت قوتها 6 أو أكبر. قال الدكتور Tkalcic: “قمنا بمعالجة 200 حدث ووجدنا أن 16 منهم بها هذه الموجات المرتدة”.
بالنسبة لزلزال وقع في جزر سليمان في عام 2017 ، تم اكتشاف الموجات التي مرت عبر النواة الداخلية خمس مرات بواسطة مقاييس الزلازل الموضوعة بشكل عشوائي على الجانب الآخر من الكوكب.
قال جورج هيلفريتش من معهد علوم الحياة الأرضية في معهد طوكيو للتكنولوجيا في اليابان ، والذي لم يشارك في البحث: “مجد لهم للكشف عن الملاحظات التي يمكن أن تستخدمها المزيد من الدراسات لكشف ارتباك البنية الأساسية الداخلية”.
لا يبدو أن هناك فرقًا كبيرًا في التركيب بين الأجزاء الخارجية والأعمق من القلب الداخلي ، ويبدو الانتقال تدريجيًا وليس حادًا.
قال فيرنون كورمير ، أستاذ الفيزياء بجامعة كونيتيكت الذي لم يشارك في البحث ، إنه يمكن أن يشير إلى تغيير في الماضي القديم للأرض. قال الدكتور كورمير إن اللب الداخلي صغير جدًا ، من الناحية الجيولوجية – تتراوح التقديرات بين 600 مليون إلى مليار سنة. إنه جزء بسيط من تاريخ الكوكب البالغ 4.5 مليار سنة ، ويبدو أن بنية اللب الصلب معقدة. في يناير ، أفاد علماء آخرون أن سرعة دوران اللب الداخلي كانت تتغير.
قال الدكتور كورمير: “السبب الذي يدفع الناس إلى دراسة بنية اللب الداخلي هو أنهم يحاولون ربطه بالمجال المغناطيسي للأرض”. “سيحاول الناس البحث عن تغيير في المجال المغناطيسي للأرض ربما حدث في نفس الوقت الذي حدث فيه التغيير في تبلور اللب الداخلي.”