مادة جديدة غامضة ربما تم اكتشافها داخل قلب الأرض

بالعربي/ يمكن أن يكون لب الكوكب مزيجًا طريًا من المواد الصلبة والسائلة.

كشفت دراسة جديدة أن اللب الداخلي للأرض قد يكون مملوءًا بمادة غريبة ليست صلبة ولا سائلة.

لأكثر من نصف قرن ، اعتقد العلماء أن أعمق التجاويف للأرض تتكون من لب خارجي منصهر يحيط بكرة مضغوطة بكثافة من سبيكة حديد صلبة. لكن بحثًا جديدًا نُشر في 9 فبراير في مجلة Nature ، يقدم نظرة ثاقبة نادرة حول البنية الداخلية للكوكب – وهو أغرب بكثير مما كان يُعتقد سابقًا.

تشير عمليات المحاكاة الحاسوبية الجديدة إلى أن النواة الداخلية الساخنة والمضغوطة للغاية للأرض يمكن أن توجد في “حالة فائقة الأيونية” – مزيج دائري من جزيئات الهيدروجين والأكسجين والكربون ، تتسلل باستمرار عبر شبكة حديدية 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 فائقة التأين وليس في حالة صلبة عادية.”

يخضع قلب الكوكب لضغوط تكسير العظام ودرجات حرارة شديدة مثل حرارة سطح الشمس ، وكانت محتوياته منذ فترة طويلة موضع تكهنات بين العلماء ومؤلفي الخيال العلمي على حد سواء. منذ الخمسينيات من القرن الماضي ، مكنت التطورات في دراسة الموجات الزلزالية المتولدة عن الزلازل – والتي تنتقل عبر القلب – الباحثين من إجراء تخمينات أكثر دقة حول ما يوجد داخل قلب الكوكب ، ولكن حتى اليوم الصورة بعيدة كل البعد عن الوضوح.

كشفت دراسة أجريت عام 2021 حول كيفية تحرك نوع من الموجات الزلزالية تسمى موجة القص (أو “s”) عبر باطن كوكبنا أن اللب الداخلي للأرض ليس صلبًا من الحديد ، كما كان يُعتقد سابقًا ، ولكنه بدلاً من ذلك يتكون من حالات مختلفة من مادة “طرية” ، ذكرت سابقًا Live Science ، تتكون 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 ، قادر 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 هذه العناصر الخفيفة ، والحمل الحراري لعناصر الضوء مستمر في اللب الداخلي ،”

إذا كانت المحاكاة تتماشى مع الواقع ، فإن الضرب المستمر للمواد فائقة الأيونية الطرية يمكن أن يساعد في تفسير سبب تغير بنية النواة الداخلية كثيرًا بمرور الوقت ، وحتى كيف تيارات الحمل القوية المسؤولة عن الخلق 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 المقبل.”

المصدر/ livescience.comالمترجم/barabic.com