يبدو أن دراسة جديدة تدعم الادعاء المثير للجدل بأن دوران النواة الداخلية قد تباطأ
اقترح العلماء أن اللب الداخلي للأرض بحجم القمر يدور بشكل مستقل عن الوشاح والقشرة، وأنه يتراجع الآن مقارنة بتلك الطبقات الأخرى.
Credit:Yuri_Arcurs-Getty Images
شيء غريب يحدث في مركز الأرض.
أظهرت بيانات الزلازل التي تم الحصول عليها على مدار عقود من الزمن أن اللب الداخلي للأرض كان يدور بشكل أبطأ من غلافه وسطحه منذ عام 2010 تقريبًا، حسبما أفاد باحثون في 12 يونيو في مجلة Nature. يبدو أن الدراسة تؤكد اكتشافًا مثيرًا للجدل من العام الماضي مفاده أن اللب الداخلي ربما يكون قد عكس دورانه بالنسبة للوشاح والسطح، وهو تحول قد يحدث كل 35 عامًا أو نحو ذلك .
تشير الدراسة الجديدة أيضًا إلى وجود شيء ما يتداخل مع التحول الأخير، كما يقول عالم الجيوفيزياء جون فيديل من جامعة جنوب كاليفورنيا في لوس أنجلوس. "إنها تعود بشكل أبطأ مما كانت عليه ".
بالمعنى المطلق، لا يزال اللب الداخلي يدور في نفس اتجاه الوشاح والسطح. تخيل حافلة وشاحنة تسيران بجانب بعضهما البعض في نفس الاتجاه. تتباطأ الشاحنة وتتحرك الحافلة للأمام. ومن وجهة نظر الحافلة، تبدو الشاحنة الآن وكأنها تتحرك إلى الخلف. ولكن بالنسبة للمشاة، يبدو أن كلتا المركبتين تسيران للأمام.
تشير الدراسة الجديدة إلى أنه إذا تمكن شخص يقف على سطح الأرض من رؤية النواة الداخلية - على غرار سائق الحافلة الذي ينظر إلى الشاحنة - فسيبدو أنها تدور في الاتجاه المعاكس كما كانت قبل عقدين من الزمن.
حققت دراسة عام 2023 نجاحًا كبيرًا في عناوين الأخبار، لكنها لم تحظى بتقدير كبير من قبل الباحثين الآخرين. ورد البعض، مثل عالم الزلازل ليانشينغ وين من جامعة ستوني بروك في نيويورك، بأن اللب الداخلي لا يدور من تلقاء نفسه، وأن البيانات يمكن تفسيرها من خلال الشكل المتغير لسطح اللب الداخلي. وكان آخرون مقتنعين بأن التناوب يتقلب خلال فترات زمنية أقصر. وأشار تحليل آخر لبيانات دراسة عام 2023 إلى تذبذب يتراوح بين 20 إلى 30 عامًا، على النقيض من دراسة شارك في تأليفها فيدال من العام السابق، والتي أشارت إلى أن التناوب يتأرجح على مدى 6 سنوات.
بالنسبة للدراسة الجديدة، نظر فيدال وزملاؤه في الزلازل المتكررة - تلك التي ضربت نفس المكان ولكن في أوقات مختلفة - من عام 1991 إلى عام 2023 في جزر ساندويتش الجنوبية بالقرب من القارة القطبية الجنوبية. وقد اجتازت الموجات الزلزالية الصادرة عن تلك الهزات باطن الكوكب، مع مرور بعضها عبر اللب الداخلي. عندما وصلت تلك الموجات إلى الجانب البعيد من الكوكب، سجلت الأجهزة الموجودة في ألاسكا اهتزاز الأرض على شكل رسوم بيانية خطية متعرجة تسمى الأشكال الموجية.
بحث فيدال وزملاؤه عن أشكال موجية متطابقة من أشهر أو سنوات متباعدة. إذا كان اللب الداخلي يدور بشكل مستقل عن طبقات الأرض الأخرى، فإن الموجات الناتجة عن الزلازل المتكررة يجب أن تعبر أجزاء مختلفة منه. ولأنه يُعتقد أن تشريح النواة الداخلية غير منتظم، فإن مسارات الموجات المختلفة هذه يجب أن تنتج أشكالًا موجية متميزة. ولكن إذا كانت دراسة 2023 صحيحة، وكان اللب الداخلي قد عكس دورانه بالنسبة إلى السطح، فيجب أن يكون هناك بعض الأشكال الموجية المتطابقة من قبل وبعد التحول، مما يشير إلى متى عاد اللب الداخلي إلى المسار القديم.
ومن بين 200 مقارنة لأشكال الموجات، وجد الفريق 25 تطابقًا. تشير هذه البيانات إلى أن اللب الداخلي قد قلب دورانه بالنسبة إلى الوشاح في وقت ما حوالي عام 2008، وبعد ذلك استمر في الدوران بسرعة تقل عن النصف في الاتجاه الجديد.
ووفقا لفيدال، فإن التراجع الأبطأ قد يشير إلى أن النواة الداخلية تتعرض للتشوه بسبب سحب الجاذبية للوشاح، الذي يحتوي على ما يقرب من 70% من كتلة الأرض. ويقول إن الجيوب الأكثر كثافة في الوشاح قد تعجن اللب الداخلي أثناء اهتزازه، مما يؤدي إلى تشويه التذبذب. "نحن نعلم أن سطح اللب الداخلي يقع عند نقطة الانصهار، لذا فمن الطبيعي أن نعتقد أنه لين في الجزء الخارجي."
وبعد ملاحظة كيفية تطابق أشكال الموجات عبر الزمن، يقول فيدال إنه يتفق الآن مع الاستنتاج الذي توصلت إليه دراسة عام 2023: من المحتمل أن تتأرجح دورة النواة الداخلية على مدار 70 عامًا تقريبًا.
أما بالنسبة إلى وين فلم يتغير شيء. ويصر على أن تضخم وتقلص أجزاء من سطح النواة الداخلية يمكن أن يفسر البيانات بشكل كامل. ويقول إن هذه البقع قد ترتفع أو تنحسر بمقدار كيلومتر واحد أو أكثر على مدار بضعة أشهر، وهي تغييرات كبيرة بما يكفي لتغيير الأشكال الموجية للزلازل المتكررة.
يقول الجيوفيزيائي هرفوي تكاليتش: "من المحتمل جدًا أن تكون الحقيقة في مكان ما بينهما". ويبدو أن علماء الزلازل متفقون على فكرة أن دوران النواة الداخلية متميز ومتقلب، ولكننا "نحتاج إلى مزيد من البيانات للعثور على الحقيقة النهائية"، كما يقول تكاليتش، من الجامعة الوطنية الأسترالية في كانبيرا. ويقول إنه يجب على الباحثين وضع العديد من الافتراضات حول المناطق التي يتعذر الوصول إليها في باطن الأرض، ومن هنا تأتي وجهات النظر المتباينة.
ومن الممكن أن يظهر بعض الوضوح في السنوات المقبلة. ويقول إنه إذا تذبذب دوران النواة الداخلية بالتردد الذي يشتبه فيه فريق فيدال، فقد يعود قريبًا إلى جزء نشط من الدورة. يقول فيدال إنه منذ حوالي 20 عامًا، يبدو أن النواة الداخلية كانت تدور بسرعة كبيرة لفترة وجيزة، ومن المفترض أن تفعل ذلك مرة أخرى قريبًا. "من خلال مشاهدته على مدى السنوات الخمس أو العشر المقبلة، ربما يمكننا الحصول على فكرة أفضل عما حدث في ذلك الوقت."
المصدر: