دانشمندان با کشف رشد نامتقارن هسته زمین، یک معمای ۳۰ ساله را حل کردند

دانشمندان می‌گویند هسته زمین به شکلی نامتقارن در حال رشد است چون هسته آهنی مرکز سیاره در زیر دریای باندا در اندونزی با سرعت بیشتری نسبت به بخشی که زیر برزیل قرار دارد، در حال بزرگ‌تر شدن است. این موضوع به برخی از پرسش‌های قبلی دانشمندان پاسخ می‌دهد.

لرزه‌شناسان دانشگاه کالیفرنیا در برکلی می‌گویند چیزی در منطقه کشورهای جنوب آسیا باعث شده گرما با سرعت بیشتری نسبت به بخش نزدیک به برزیل تخلیه شود. هرچه سرعت خنک‌سازی بیشتر باشد، بلوری‌شدن آهن با سرعت بالاتری اتفاق می‌افتد و اندازه هسته بزرگ‌تر می‌شود.

این عدم مشابهت تاثیرات قابل توجهی بر میدان مغناطیسی زمین دارد. جریان همرفتی در هسته زمین همان چیزی است که میدان محافظ سیاره ما را می‌سازد و از تمام موجودات در برابر ذرات خطرناک خورشیدی مراقبت می‌کند. اگرچه خود هسته از آهن خالص ساخته شده، پیرامونش یک لایه مایع وجود دارد و بعد پوششی از سنگ‌های داغ قرار گرفته است.

گرما در لایه مایع و پوشش سنگی از آهن متبلور و سنگ‌های داغ بالا می‌آید و به سطح می‌رسد. این فرآیند مواد سردتر را به پایین می‌فرستد. این حرکت همان چیزی است که میدان مغناطیسی زمین را می‌سازد. «باربارا رومانوویز»، استاد دانشگاه کالیفرنیا برکلی و رئیس «آزمایشگاه لرزه‌شناسی برکلی» (BSL) می‌گوید:

«ما بازه زمانی گسترده‌ای را برای سن هسته داخلی زمین تعیین کرده‌ایم – بین نیم تا یک و نیم میلیارد سال – که می‌تواند به بحث درباره چگونگی تشکیل میدان مغناطیسی پیش از وجود هسته جامد داخلی کمک کند. می‌دانیم که میدان مغناطیسی از حدود ۳ میلیارد سال پیش وجود داشته، بنابراین در آن زمان فرآیندهای دیگری باید همرفت را به هسته بیرونی هدایت کرده باشند.»

سن پایین هسته داخلی نشان می‌دهد که در تاریخ سیاره ما، گرمایی که آهن را مایع نگه می‌دارد از عناصر سبکی بیرون می‌آید که نه از آهن متبلور بلکه از خود آهن جدا می‌شوند. رشد غیرمتقارن هسته زمین پاسخ یکی از سوالاتی را می‌دهد که دانشمندان ۳۰ سال به دنبال جوابش بودند: چرا هسته آهن متبلور در غرب بیش از شرق در راستای محور چرخش زمین تراز شده است؟

امواج لرزشی در حرکت از شمال به جنوب نسبت به حرکت در خط استوا، به خاطر ماهیت نامتقارن بلورهای آهن، سرعت بیشتری دارند. «دنیل فراست»، دانشمند آزمایشگاه BSL می‌گوید:

«ساده‌ترین پاسخ مبنی بر نامتقارن بودن هسته داخلی کمی عجیب به نظر می‌رسید. نیمه غربی هسته تا بخش مرکزی نسبت به نیمه شرقی متفاوت است و این مسئله آن‌طور که عده‌ای می‌گویند، فقط به بخش بالایی هسته داخلی محدود نمی‌شود. تنها راهی که برای توضیح در اختیار داریم، سرعت بالاتر رشد هسته در یک سمت نسبت به سمت دیگر است.»

با رشد بلورهای آهن، گرانش رشدِ بیشتر در سمت شرق هسته داخلی را به سمت غرب می‌فرستد. مدل‌های کامپیوتری نشان می‌دهند که هسته زمین در شرق ۶۰ درصد سریع‌تر از غرب رشد می‌کند. این موضوع تفاوت در شتاب امواج لرزشی را که عامل زمین‌لرزه‌ها، فوران آتشفشان‌ها و سایر پدیده‌ها می‌شود، توضیح می‌دهد.