يتباطأ دوران النواة الداخلية للأرض ويعكس اتجاهه. ماذا يعني هذا بالنسبة للكوكب؟

لوس أنجلوس – أظهر بحث جديد أن اللب الداخلي للأرض، وهو عبارة عن كرة حديدية صلبة تقع في أعماق كوكبنا، أدى إلى تباطؤ دورانها. يقول علماء من جامعة جنوب كاليفورنيا إن اكتشافهم يتحدى المفاهيم السابقة حول سلوك النواة الداخلية ويثير أسئلة مثيرة للاهتمام حول تأثيرها على ديناميكيات الأرض.

من المعروف منذ فترة طويلة أن اللب الداخلي، وهو عالم غامض يقع على بعد حوالي 3000 ميل تحت أقدامنا، يدور بشكل مستقل عن سطح الأرض. لقد أمضى العلماء عقودًا في دراسة هذه الظاهرة، معتقدين أنها تلعب دورًا حاسمًا في توليد المجال المغناطيسي لكوكبنا وتشكيل أنماط الحمل الحراري في اللب الخارجي السائل. حتى الآن، كان من المقبول على نطاق واسع أن اللب الداخلي يدور تدريجيًا بشكل أسرع من بقية الأرض، وهي عملية تُعرف باسم دوران فائق. ومع ذلك، هذه الدراسة الأخيرة، التي نشرت في المجلة طبيعة, يكشف عن تطور مفاجئ في هذه الرواية.

يقول جون فيدال، أستاذ عميد علوم الأرض في كلية دورنسيف للآداب والفنون والعلوم بجامعة جنوب كاليفورنيا، في بيان له: “عندما رأيت لأول مرة مخططات الزلازل التي ألمحت إلى هذا التغيير، شعرت بالحيرة”. “ولكن عندما وجدنا عشرين ملاحظة أخرى تشير إلى نفس النمط، كانت النتيجة لا مفر منها. لقد تباطأ القلب الداخلي لأول مرة منذ عدة عقود. لقد جادل علماء آخرون مؤخرًا لصالح نماذج مماثلة ومختلفة، لكن دراستنا الأخيرة توفر الحل الأكثر إقناعًا.

تباطؤ الدوران، عكس الإيقاع

ومن خلال تحليل الموجات الزلزالية الناتجة عن الزلازل المتكررة في جزر ساندويتش الجنوبية من عام 1991 إلى عام 2023، اكتشف الباحثون أن دوران اللب الداخلي لم يتباطأ فحسب، بل إنه في الواقع قد تباطأ أيضًا. الاتجاه المعاكس. ركز الفريق على نوع محدد من الموجات الزلزالية تسمى PKIKP، والتي تعبر النواة الداخلية ويتم تسجيلها بواسطة المصفوفات الزلزالية في شمال أمريكا الشمالية. ومن خلال مقارنة الأشكال الموجية لهذه الموجات من 143 زوجًا من الزلازل المتكررة، لاحظوا وجود نمط غريب.

أظهرت العديد من أزواج الزلازل أشكالًا موجية زلزالية تغيرت بمرور الوقت، ولكن بشكل ملحوظ، عادت لاحقًا لتتناسب مع نظيراتها السابقة. تشير هذه الملاحظة إلى أن اللب الداخلي، بعد فترة من الدوران الفائق من عام 2003 إلى عام 2008، قد بدأ في الدوران الفرعي، أو الدوران بشكل أبطأ من سطح الأرض، متتبعًا مساره السابق بشكل أساسي. ووجد الباحثون أنه في الفترة من 2008 إلى 2023، كان النواة الداخلية تدور بشكل أبطأ مرتين إلى ثلاث مرات من الدوران الفائق السابق.

ترسم نتائج الدراسة صورة آسرة لديناميكيات دوران النواة الداخلية. تشير الأشكال الموجية المطابقة التي لوحظت في العديد من أزواج الزلازل إلى اللحظات التي عاد فيها اللب الداخلي إلى المواقع التي كان يشغلها في الماضي، نسبة إلى الوشاح. يكشف هذا النمط، بالإضافة إلى رؤى من الدراسات السابقة، أن دوران النواة الداخلية أكثر تعقيدًا بكثير من الدوران الفائق البسيط والثابت.

اكتشف الباحثون أن الدوران الفائق للنواة الداخلية من عام 2003 إلى عام 2008 كان أسرع من الدوران الفرعي اللاحق، مما يشير إلى عدم التماثل في سلوكها. يشير هذا الاختلاف في معدلات الدوران إلى أن التفاعلات بين اللب الداخلي والنواة الخارجية والوشاح أكثر تعقيدًا مما كان يُعتقد سابقًا.

القيود: قطع اللغز الأساسي

في حين أن الدراسة تقدم أدلة دامغة على تباطؤ النواة الداخلية وعكس دورانها، فإن الدراسة بالطبع لها بعض القيود. التغطية المكانية للبيانات الزلزالية متناثرة نسبيا، خاصة في شمال المحيط الأطلسي، وذلك بسبب وجود طبقات الصوان التي أعاقت الحفر المستمر. علاوة على ذلك، فإن نموذج نظام الأرض المستخدم في الدراسة، على الرغم من تعقيده، لا يزال يمثل تمثيلًا مبسطًا للديناميكيات المعقدة الموجودة.

يؤكد المؤلفون على الحاجة إلى بيانات إضافية عالية الدقة من نطاق أوسع من المواقع لتعزيز النتائج التي توصلوا إليها. كما يدعون إلى التحسين المستمر لنماذج نظام الأرض لفهم تعقيدات سلوك اللب الداخلي وتفاعلاته مع اللب الخارجي والوشاح بشكل أفضل.

ماذا تعني النتائج بالنسبة للمستقبل؟

إن اكتشاف تباطؤ النواة الداخلية وعكس دورانها يؤدي إلى آثار كبيرة على فهمنا لباطن الأرض وتأثيره على ديناميكيات كوكبنا. يرتبط سلوك اللب الداخلي ارتباطًا وثيقًا بالمجال المغناطيسي للأرض وأنماط الحمل الحراري في اللب الخارجي.

تثير هذه الدراسة أيضًا أسئلة رائعة حول العواقب المحتملة لتغيير دوران اللب الداخلي على سطح الأرض. هل يمكن لهذه الاختلافات في الدوران أن تؤثر على المجال المغناطيسي للأرض، أو المناخ، أو حتى طول أيامنا؟ ويشير فيدال إلى أنه من الممكن أن يؤدي التغيير إلى تغييرات في طول اليوم بأجزاء من الثانية. ويقول: “من الصعب جدًا أن نلاحظ، في حدود جزء من الألف من الثانية، أنك تضيع تقريبًا وسط ضجيج المحيطات والغلاف الجوي المتماوج”.

ولا شك أن الأبحاث المستقبلية سوف تستكشف هذه الاحتمالات المثيرة للاهتمام بعمق أكبر.

ويضيف فيدال: “قد تكون رقصة القلب الداخلي أكثر حيوية مما نعرفه حتى الآن”.

تمت مراجعة هذه المقالة بواسطة رئيس تحرير StudyFinds ستيف فينك.