الطبقة البلورية لقلب الأرض

وبعد بحث مكثف، يعتقد العلماء أنهم ربما اكتشفوا أخيرًا المصدر وراء الطبقة الغامضة من البلورات التي تغلف قلب الأرض. ويبدو أنه نتيجة لظاهرة غريبة تعرف باسم "تسرب الماء"، حيث يتسرب الماء من سطح كوكبنا ويتفاعل مع اللب المعدني في مركزه.

سنخبرك في هذا المقال بكل ما تريد معرفته عن اكتشاف طبقة البلورات التي تحيط بنواة الأرض.

كيف يعمل قلب الأرض

أول شيء نحتاج إلى معرفته هو كيفية عمل نواة الأرض. ويجب أن نعلم أن هناك طبقات مختلفة تمتد من السطح إلى باطن الأرض. تتكون الأرض من طبقات داخلية مختلفة تشكل معًا بنيتها الداخلية. وتنقسم هذه الطبقات بشكل رئيسي إلى ثلاث: القشرة والوشاح واللب.

قشرة الأرض هي الطبقة الخارجية والأرق. وهي مكونة من الصخور والمعادن، ويتراوح سمكها بين بضعة كيلومترات المحيطات ويصل إلى 70 كيلومترا في المناطق القارية. هذه الطبقة هي التي نسكنها والتي تقع فيها المحيطات والقارات ومعظم أشكال الحياة على الأرض.

أسفل القشرة مباشرة يوجد الوشاح، وهو طبقة أكثر كثافة ودفئًا. ويمتد إلى عمق حوالي 2,900 كيلومتر. على الرغم من أن الوشاح يتكون في الغالب من صخور صلبة، إلا أن سلوكه مرن على المقاييس الزمنية الجيولوجية، مما يعني أنه يتدفق ببطء عبر الزمن الجيولوجي.

يقع قلب الأرض في الجزء الأعمق وينقسم إلى منطقتين: النواة الخارجية والنواة الداخلية. أما اللب الخارجي، الذي يتكون بشكل رئيسي من الحديد والنيكل، فهو سائل بسبب درجات الحرارة والضغوط المرتفعة داخل الأرض. وفي المقابل فإن اللب الداخلي يكون صلبا، رغم ارتفاع درجات الحرارة، بسبب الضغط الشديد الذي يتعرض له.

دراسات على الطبقة البلورية

خلال التسعينيات، كشف علماء متخصصون في مجال الجيولوجيا عن اكتشاف مثير للاهتمام: ظهر غلاف رقيق يحيط بالنواة الخارجية للأرض. يتكون هذا الغلاف، الذي يسمى الطبقة E-prime أو الطبقة E، من مساحة دوامية من المعدن السائل تحيط بالنواة الداخلية الصلبة. تعتبر الطبقة E رقيقة نسبيا مقارنة بالمناطق الأخرى في باطن الأرض، ويبلغ سمكها أكثر من 1990 كيلومتر. تقع على عمق 2.900 كيلومتر تقريبًا تحت سطح الكوكب.

لقد كان أصل الطبقة E موضوعًا للتكهنات العلمية منذ فترة طويلة. وتشير الفرضية السائدة إلى أنها نشأت من الصهارة الغنية بالحديد التي كانت موجودة في العصور القديمة. وبدلاً من ذلك، اقترحت بعض النظريات أنها نشأت في النواة الداخلية أو أنها تشكلت أثناء اصطدام بين الأرض وكوكب أولي، مما أدى في النهاية إلى خلق القمر وترك أجزاء من الأرض المبكرة مدمجة داخله. ومع ذلك، لم تحظى أي من هذه الفرضيات بقبول واسع النطاق داخل المجتمع العلمي.

ووفقاً لمنشور حديث في مجلة Nature Geoscience بتاريخ 13 نوفمبر، اكتشف الباحثون ذلك يمكن أن يعزى تكوين الطبقة E إلى تسرب المياه إلى سطح الأرض من خلال انغماس الصفائح التكتونية. ويتفاعل بعد ذلك مع السطح المعدني للنواة الخارجية.

إذا كان هذا الاكتشاف الأخير دقيقًا، فهذا يعني أن الطبقة E قد أنتجت كميات كبيرة من بلورات السيليكا من خلال العملية المذكورة أعلاه. بعد ذلك، دخلت هذه البلورات إلى الوشاح، وهو رواسب هائلة من الصخور المنصهرة تقع بين النواة الخارجية والطبقة الخارجية لقشرة الأرض.

تجارب على الطبقة البلورية

ومن خلال سلسلة من التجارب المعملية الخاضعة للرقابة، هدف الباحثون إلى إعادة خلق ظروف الضغط الشديد التي تحدث في اللب الخارجي ومراقبة التفاعل بين الماء والمعادن. وأظهرت نتائج هذه التجارب أن الهيدروجين الذي يوجد في الماء، وهو يحل محل السيليكا داخل المعدن السائلمما يؤدي إلى انفصال السيليكا عن المعدن وتكوين هياكل بلورية. وبالتالي، من المتوقع أن تمتلك الطبقة E من النواة الخارجية تركيزًا عاليًا من الهيدروجين وتركيزًا منخفضًا من السيليكا، مما يتحدى المعتقدات السابقة حول تركيبها.

ويعتقد أن السماكة الحالية للطبقة E قد تم الوصول إليها على مدى أكثر من مليار سنة، مما يجعلها أقدم من اللب الداخلي، الذي تصلب منذ حوالي مليار سنة، وفقا للباحثين.

يعد هذا الاكتشاف الأخير بمثابة دليل إضافي على أن فهمنا الحالي للعلاقة الديناميكية بين اللب الخارجي والوشاح قد لا يزال به ثغرات وأخطاء.

خلال شهر سبتمبر 2022، توصلت نفس المجموعة من الباحثين إلى اكتشاف مهم وهو لدى تسرب المياه القدرة على التفاعل مع رواسب الكربون المهمة الموجودة في القلب الخارجي. ويؤدي هذا التفاعل بدوره إلى تكوين منشآت ضخمة لإنتاج الماس بالقرب من الحدود التي تفصل بين طبقتي اللب والوشاح.

وفقًا لبيان صادر عن المؤلف المشارك في الدراسة دان شيم، عالم الجيولوجيا في جامعة ولاية أريزونا، كان الاعتقاد السائد لسنوات هو أن انتقال المواد بين قلب الأرض والوشاح هو الحد الأدنى. ومع ذلك، تشير هذه النتائج الأخيرة إلى تفاعل أكثر نشاطًا بشكل ملحوظ بين اللب والوشاح، مما يعني تبادلًا كبيرًا للمواد.

كما ترون، مع العلم كل شيء تم تأسيسه يمكن تعديله بمجرد وجود اكتشاف جديد. كل شيء كنا نظن أنه طريقة واحدة يمكن أن يتغير تماما. أتمنى أن تتمكنوا من خلال هذه المعلومات من التعرف أكثر على الدراسات حول طبقة البلورات التي تحيط بنواة الأرض وخصائصها واكتشافاتها.