زمین ممکن است لایه‌های بیشتری نسبت به آنچه تصور می‌کردیم، داشته باشد. یک تحقیق جدید نشان می‌دهد احتمالا یک لایه‌ی پنهان درون هسته‌ی داخلی جامد زمین – یک هسته‌ی داخلیِ داخلی – وجود داشته باشد.
به گزارش بیگ بنگ، ماهیت دقیق این لایه مشخص نیست اما ممکن است تحت دما و فشار شدید، تغییراتی در ساختار آهن ایجاد کند. “جو استفنسون”، دانشجوی دکترا در رشته‌ی زلزله‌شناسی دانشگاه ملی استرالیا در کانبرا، گفت که پیچیدگی‌های بیشتری در هسته‌ی داخلی زمین مشاهده شده است. این نشان می‌دهد زمین فقط یک توپ جامد آهنی نیست.
یک هسته‌ی پیچیده
هسته‌ی زمین به دو بخش تقسیم می‌شود. هسته‌ی خارجی مایع از عمق حدود 2897 کیلومتری سطح زمین شروع می‌شود و از فلزات مایع در دماهای 2204 تا 4982 درجه سلسیوس تشکیل شده است. در حدود 5150 کیلومتر در زیر سطح زمین نیز، هسته به آهن جامد (و کمی نیکل) تبدیل می‌شود.
اولین گزارشات مبنی بر اینکه چیز جالبی در مرکز هسته‌ی داخلی وجود دارد به دهه 80 برمی‌گردد. از آنجایی که به دلیل دمای بسیار بالا به هیچ وجه نمی‌توان به هسته‌ی داخلی نزدیک شد، دانشمندان از امواج زمین‌لرزه‌ای برای ساخت تصاویری از هسته استفاده می‌کنند. امواج یک زمین‌لرزه در یک طرف سیاره زمین که در سمت دیگر آن قابل شناسایی هستند دارای تغییرات ظریفی‌اند که دانشمندان می‌توانند از آنها برای بازسازی تصویری از سرگذشت این امواج استفاده کنند.
به طرز عجیبی، وقتی امواج از شمال تا جنوب حرکت می‌کنند، سری‌عتر از امواجی که از هسته‌ی موازی با خط استوای زمین عبور می‌کنند در حرکتند. به گفته‌ی استفنسون، هیچکس نمی‌داند علت این امر چیست، اما این یک یافته‌ی نامتناقض است.
اسرار عمیق
دانشمندان در اوایل سال 2000 کشف کردند که در مرکز هسته‌ی داخلی زمین، متفاوت به نظر می‌رسد. در این عمق، ناهمسانگردی به نظر با بقیه‌ی هسته‌ی داخلی مطابقت ندارد. “استفنسون” گفت: «برای دو دهه گذشته، اصلاً مشخص نبود این سیگنال در مرکز زمین که در داده‌ها کشف شده چیست و چرا آن را مشاهده کرده‌ایم.»
“استفنسون” و همکارانش یک مجموعه داده شامل صد هزار امواج زمین‌لرزه که از این سطح هسته عبور کرده را بررسی کردند و یک الگوریتم را اجرا کردند که به دنبال بهترین توضیح فیزیکی است. آنها کشف کردند در هسته‌ی داخلی که از عمق حدود 650 کیلومتر از مرکز زمین شروع می‌شود، ناهمسانگردی در جهت آهسته دیگر کاملاً موازی با خط استوا نیست، بلکه 54 درجه دورتر شده است.
“استفنسون” گفت: «این فقط یک نویز در داده‌ها نیست، بلکه یک رویداد واقعی در هسته زمین است». اما به راحتی نمی‌توان گفت که علتش چیست. محققان در حال حاضر مشغول همکاری با فیزیکدانان معدنی و متخصصان زمین‌پویایی‌شناسی هستند تا مدل‌هایی از هسته‌ی داخلی بسازند که بتوانند این تغییر را توضیح دهند. وقتی کره زمین خنک می‌شود، هسته‌ی داخلی آن نیز خنک و منبسط می‌شود، بنابراین ساختار هسته‌ی داخلی می‌تواند نحوه‌ی بلور شدن آهن در اثر خنک شدن را تغییر داده باشد یا می‌تواند تغییراتی در رفتار فلز در دماها و فشارهای بالا ایجاد کرده باشد.
اگر فرض کنیم که هسته پیچیده است، احتمالا علتش این باشد که داده‌های زمین‌لرزه‌های عمیقی که دانشمندان برای عکس‌برداری استفاده کردند به طور یکنواخت از سرتاسر کره زمین عبور نکرده است. این مجموعه داده‌ی اسرارآمیز نقاط کوری را ایجاد می‌کند. لرزه‌شناسان و ژئوفیزیکدانان اکنون در حال تلاش برای کشف انواع دقیق امواج زمین‌لرزه به نام فازهای بیگانه(عجیب و غریب) هستند که از هسته‌ی داخلی زمین عبور کرده است. این فازها معمولاً به حدی ضعیف‌اند که منجر به زمین‌لرزه نمی‌شوند، اما در مجموعه داده‌های بزرگ شامل هزاران زمین‌لرزه قابل تشخیص هستند.
“استفنسون” گفت:« درک هسته‌ی زمین مهم است، زیرا فعل و انفعالات چرخشی آن، زمینه‌ساز یک میدان مغناطیسی به دور سیاره ما می‌شود. این “میدان مغناطیسی” نیز از زمین در برابر ذرات بارداری که از خورشید منتشر می‌شوند، محافظت می‌کند. این محافظت باعث تکامل حیات شده است. بنابراین این مسئله واقعاً بسیار مهم و حیاتی است.» جزئیات بیشتر این پژوهش در Journal of Geophysical Research: Solid Earth منتشر شده است.
منبع: سایت علمی بیگ بنگ