حقایقی تازه از هسته زمین

دو فیزیکدان معدنی دانشگاه استنفورد معتقدند که توده آهنی موجود در مرکز زمین به اندازه‌ای که تاکنون تصور می‌شده، سفت و محکم نیست.

کد خبر: ۵۷۰۴۴۴

محققان با استفاده از آزمایشاتی که فشار بسیار زیاد موجود در اعماق مرکزی سیاره زمین را شبیه‌ سازی می‌کنند، نشان دادند که استحکام (قدرت) آهن موجود در هسته زمین فقط به اندازه 40 درصد اندازه تخمین زده شده در مطالعات پیشین است.

این اولین باری است که دانشمندان موفق شده‌اند در آزمایشگاه به صورت تجربی تاثیر چنین فشار شدیدی را اندازه‌گیری کنند. این فشار تقریبا سه میلیون برابر فشار وارد شده از طرف جو زمین به سطح دریاست.

آریانا گلیسون، پژوهشگر فوق‌دکتری در دانشکده زمین‌شناسی و علوم‌محیطی می‌گوید: قدرت آهن در زیر چنین فشار فزاینده‌ای به طرز شگفت‌آوری ضعیف است.

اکنون تقریبا تمام چیزی که ما درباره هسته زمین می‌دانیم برگرفته از مطالعاتی است که از طریق امواج لرزه‌نگاری به ما رسیده است. مطالعات نشان داده‌اند که زمان انتقال امواج از میان هسته داخلی در همه جهات یکسان نبوده و این اثبات می‌کند که خود هسته متحدالشکل نیست.

با گذشت زمان و با توجه به فشار بسیار زیاد، هسته، رشته‌هایی را به عنوان لایه‌های آهن و در امتداد طولی در اشکال موازی ایجاد کرده است.

سرعت و سهولت تغییرشکل و سمت‌گیری رگه‌های آهنی در هسته داخلی بر پیدایش زمین و توسعه میدان مغناطیسی آن تاثیر داشته است.

با چرخش آهن مایع موجود در هسته بیرونی اطراف هسته درونی جامد میدانی ایجاد شده و همانند سپری از زمین در مقابل اشعات خورشیدی محافظت می‌کند. بدون این میدان مغناطیسی، زندگی ـ حداقل آن گونه که ما آن را می‌شناسیم ـ روی زمین ممکن نخواهد بود.

گلیسون و مائو آزمایشات‌شان را با استفاده از یک سلول الماسی سندانی انجام دادند. سلول الماسی سندانی قطعه‌ای است که فشار بسیار زیادی را بر نمونه‌های کوچک گرفتار میان دو تراشه الماس اعمال می‌کند.

آنها مقادیر کوچک آهن خالص را تحت فشادی معادل 200 تا 300 گیگا پاسکال قرار می‌دهند. (برابر با فشاری معادل دو تا سه میلیون برابر فشار جو زمین). مطالعات تجربی پیشین با فشاری تنها معادل 10 گیگا پاسکال انجام شده بودند.

هسته داخلی زمین علاوه بر فشار بسیار زیاد، دمای فوق‌العاده بالایی نیز دارد. فضای بین هسته داخلی و خارجی زمین، دمایی در حد دمای سطح خورشید دارد.

تاکنون شبیه سازی همزمان دما و فشار هسته داخلی در شرایط آزمایشگاهی ممکن نشده و این موضوع بهانه‌ای برای مطالعات آینده گلیسون و مائو است.