ليست كل الأرض تدور بنفس السرعة

يظهر بحث جديد أن النواة الداخلية لـ KDHA تكمل دورانها حول محورها بشكل أسرع من بقية النجم. السبب - التفاعل بين التيارات الكهربائية

كينيث تشانغ، هآرتس، والا نيوز!

في عام 1996، افترض اثنان من علماء الجيوفيزياء من مختبر لامونت دوهرتي لأبحاث الأرض في جامعة كولومبيا أن اللب الداخلي للأرض يدور حول محوره بمعدل أسرع من بقية الأرض. والآن قدم الاثنان دراسة جديدة في مجلة "العلم" تؤكد فرضيتهما. ووفقا لهم، لمدة تتراوح بين 700 و1,200 سنة، يكون اللب الداخلي كافيا للقيام بدورة كاملة أخرى.

والنواة الداخلية عبارة عن كرة من الحديد الصلب يبلغ قطرها حوالي 2,400 كيلومتر، وهي ملفوفة في نواة خارجية يبلغ قطرها حوالي 7,000 كيلومتر وتتكون من معدن سائل ساخن. وبما أنه لا يوجد شيء يثبت النواة الداخلية، فقد جادل اثنان من علماء الجيوفيزياء منذ حوالي عقد من الزمن، فيمكنها التحرك بحرية وأسرع من بقية النجم.

لكن علماء آخرين شككوا في تحليلهم الذي اعتمد على مقارنة سرعة حركة الموجات الزلزالية التي مرت عبر الأرض. وقد أسفرت المحاولات الأخرى لتحديد سرعة دوران النواة الداخلية عن مجموعة متنوعة من النتائج. وادعى بعض العلماء أنه يدور، ولكن بمعدل أبطأ من الذي حدده الباحثون من كولومبيا. وقال آخرون إنهم لم يجدوا أي علامات تشير إلى أن اللب الداخلي لم يكن يتحرك بنفس معدل بقية الأرض.

أجرى الباحثون من كولومبيا - الدكتور بول ريتشاردز والدكتور شياو دونج سونج، الجيولوجي حاليًا في جامعة إلينوي - دراسة جديدة يقولون إنها ستزيل كل الشكوك. وقال الدكتور غاري جلاتزماير، أستاذ علوم الأرض في جامعة كاليفورنيا، سانتا كروز، والذي لم يشارك في البحث الجديد، "الآن، أولئك الذين ينظرون إلى البيانات سيقولون "هذا صحيح، من الواضح أن النواة الداخلية هي تدور بشكل أسرع من بقية الأرض."

الاحتكاك بين النواة الخارجية والداخلية يخلق تيارات كهربائية

وفي دراسة أجراها عام 1996، قارن ريتشاردز وسونغ الإشارات الزلزالية الصادرة عن الزلازل في مناطق مختلفة من الأرض، وخلصا إلى أن اللب الداخلي يدور بمعدل سريع قدره 1.1 درجة سنويًا مقارنة ببقية الكوكب. وتعد الدراسة الجديدة أكثر دقة، حيث تمكن الباحثون من تحديد مواقع 18 زوجًا من الزلازل التي حدثت بفارق سنوات، ولكنها كانت متطابقة تقريبًا من حيث القوة والموقع. ووقعت الزلازل في منطقة جزر ساندويتش في جنوب المحيط الأطلسي، بالقرب من القارة القطبية الجنوبية، وتم التقاطها بواسطة أجهزة قياس الزلازل في ألاسكا. وفي طريقها من القطب إلى القطب، انتشرت الموجات الزلزالية عبر الأرض. البعض مر عبر النواة الداخلية والبعض الآخر لم يمر.

وقال سونغ: "إن الموجات التي انتقلت عبر المنطقة خارج النواة الداخلية - قشرة الأرض، والوشاح، واللبّ الخارجي - كلها متشابهة". "فقط عندما يمرون عبر النواة الداخلية يكونون مختلفين".

اكتشف الباحثون اختلافين رئيسيين بين الموجات الزلزالية التي مرت عبر النواة الداخلية وتلك التي لم تمر. أولاً، تحركت الموجات التي مرت عبر النواة الداخلية بشكل أسرع. على سبيل المثال، في زلزال وقع عام 2003، وصلت الموجات الزلزالية التي انتقلت عبر النواة الداخلية إلى ألاسكا أسرع بعُشر ثانية، مقارنة بموجات من حدث مماثل تقريبًا في عام 1993، حيث لم تنتقل الموجات الزلزالية عبر النواة الداخلية جوهر. بالإضافة إلى ذلك، فإن الموجات الزلزالية التي تمر عبر اللب الداخلي تغير شكلها. وقال سونج: "من هذه الملاحظات نستنتج أن التغيرات سببها النواة الداخلية، وسبب التغيرات هو أنها تدور بشكل أسرع من بقية الأرض".

إعلانات يعتقد الباحثون أن قوى الاحتكاك بين اللب الخارجي والنواة الداخلية تولد تيارات كهربائية، والتي بدورها تولد المجال المغناطيسي للأرض. وفقًا لريتشاردز وسونج، فإن التفاعل بين التيارات الكهربائية والمجال المغناطيسي هو الذي يتسبب في دوران النواة الداخلية بسرعة زاوية أكبر مقارنة ببقية النجم. تكمل الأرض دورة واحدة حول محورها (360 درجة) في اليوم. ويظهر البحث الجديد أنه على مدار عام، يدور اللب الداخلي بمقدار 0.3 إلى 0.5 درجة إضافية، مقارنة ببقية الأرض.

وقال جلاتزماير إن النتائج التي توصل إليها ريتشاردز وسونج "مهمة للغاية" لفهم المجال المغناطيسي للأرض.