هل أوقف اللب الداخلي للأرض دورانه الغريب؟ – ترجمة* محمد جواد آل السيد ناصر الخضراوي

Has Earth’s inner core stopped its strange spin?
(Alexandra Witze – بقلم: الكساندرا ويتز)

ملخص المقالة:

يعتقد العديد من العلماء أن اللب الداخلي للأرض يدور بشكل أسرع من بقية الكوكب، ولكن يبدو أنه توقف عن القيام بذلك في وقت ما في العقد الماضي وفقًا لدراسة لعالمي زلازل من جامعة بكين الصينية. ويمكن أن تسلط النتائج الضوء على العديد من الألغاز في عمق الأرض، بما في ذلك الجزء الذي يلعبه اللب الداخلي في الحفاظ على المجال المغناطيسي للكوكب وفي التأثير على سرعة دوران الكوكب بالكامل – وبالتالي على طول اليوم. واثر هذه الدراسة التي ركزت على الزلازل بين عامي 1995 و 2021، وجد العالمان أن الدوران الفائق للب الداخلي قد توقف في حوالي عام 2009، وحدث تغيير في نقاط مختلفة حول العالم، يقول عنه الباحثون إنه يؤكد أن التغيير ظاهرة حقيقية على مستوى الكوكب مرتبطة بـدوران اللب، وليس مجرد تغيير محلي على سطح اللب الداخلي.

( المقالة )

تشير بيانات الزلازل إلى أن اللب الداخلي للأرض توقف عن الدوران بشكل أسرع من بقية الكوكب في عام 2009، لكن لا يتفق جميع الباحثين على ذلك.

على بعد آلاف الكيلومترات تحت قدميك، قد يكون باطن الأرض يفعل شيئًا غريبًا جدًا. ويعتقد العديد من العلماء أن اللب الداخلي يدور بشكل أسرع من بقية الكوكب – ولكن في وقت ما في العقد الماضي – وفقًا لدراسة – يبدو أنه توقف عن القيام بذلك.

“لقد فوجئنا تمامًا”، قال البروفيسور “يي يانغ” (استاذ مساعد) والبروفيسور “شياودونغ سونغ”، عالما الزلازل في جامعة بكين (Peking) في بكين (Beijing) اللذان أبلغا عن النتائج اليوم (23 يناير 2023) في “نيتشرجيوسينس”⁽¹⁾ (Nature Geoscience).

ويمكن أن تساعد النتائج في تسليط الضوء على العديد من الألغاز في عمق الأرض، بما في ذلك الجزء الذي يلعبه اللب الداخلي في الحفاظ على المجال المغناطيسي للكوكب وفي التأثير على سرعة دوران الكوكب بالكامل – وبالتالي على طول اليوم. ولكنها ليست سوى الدفعة الأخيرة في جهد طويل الأمد لشرح الدوران غير المعتاد للنواة الداخلية للأرض، وقد لا تكون الكلمة الأخيرة في هذا الشأن.

ويقول البروفيسور جون فيدال، عالم الزلازل في جامعة جنوب كاليفورنيا في لوس أنجلوس: “ما زلت أفكر في أننا على وشك اكتشاف ذلك. ولكني لست متأكدا”.

أسرار العمق

اكتشف الباحثون اللب الداخلي للأرض في عام 1936، بعد دراسة كيفية انتقال الموجات الزلزالية من الزلازل عبر الكوكب. وكشفت التغييرات في سرعة الأمواج أن نواة الكوكب، التي يبلغ عرضها حوالي 7000 كيلومتر، تتكون من مركز صلب، معظمه من الحديد، داخل قشرة من الحديد السائل وعناصر أخرى. ,عندما يتبلور الحديد من اللب الخارجي على سطح اللب الداخلي، فإنه يغير كثافة السائل الخارجي، مما يؤدي إلى حركات متماوجة تحافظ على المجال المغناطيسي للأرض.

ويفصل اللب الخارجي (السائل أساسًا) اللب الداخلي الذي يبلغ عرضه 2400 كيلومتر عن بقية الكوكب، لذلك يمكن أن يدور اللب الداخلي بوتيرته الخاصة. وفي عام 1996، أفاد البروفيسور سونغ وباحث آخر⁽²⁾ بدراسة الزلازل التي نشأت في نفس المنطقة على مدى ثلاثة عقود، والتي تم الكشف عن طاقتها بواسطة نفس محطة المراقبة على بعد آلاف الكيلومترات. وقال العلماء إنه منذ الستينيات تغير زمن انتقال الموجات الزلزالية المنبعثة من تلك الزلازل، مما يشير إلى أن اللب الداخلي للأرض يدور أسرع من غلاف الكوكب، أي الطبقة التي تقع خلف اللب الخارجي.

ونقحت الدراسات اللاحقة تقديرات معدل ذلك “الدوران الفائق”، لتخلص إلى أن اللب الداخلي يدور أسرع من الوشاح بحوالي عُشر درجة في السنة. ولكن لا يتفق الجميع على هذا القول. واقترح عمل آخر أن الدوران الفائق يحدث غالبًا في فترات متميزة، كما هو الحال في أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، بدلاً من أن يكون ظاهرة مستمرة وثابتة⁽³⁾. حتى أن بعض العلماء يجادلون بأن الدوران الفائق غير موجود، وأن الاختلافات في أوقات سفر الزلازل ناتجة عن تغيرات فيزيائية على سطح اللب الداخلي⁽⁴⁾.

وفي يونيو الماضي، ألقى البروفيسور فاديل والبروفيسور وي وانغ (عالم الأرض أيضًا في جامعة جنوب كاليفورنيا) مفتاح ربط آخر في الأعمال. فباستخدام بيانات عن الموجات الزلزالية الناتجة عن انفجارات التجارب النووية الأمريكية في عامي 1969 و 1971، أفادا أنه بين تلك السنوات، كان اللب الداخلي للأرض قام بـ “شبه استدارة”، أو دار بشكل أبطأ من الوشاح⁽⁵⁾. فقط بعد عام 1971، كما يقولان ، أسرعت وبدأت في الدوران الفائق.

تحول دوراني

الآن، يقول البروفيسوران يانغ وسونغ إن اللب الداخلي قد أوقف دورانه بالنسبة إلى الوشاح. وقد درسا الزلازل في الغالب بين عامي 1995 و 2021، ووجدا أن الدوران الفائق للب الداخلي قد توقف في حوالي عام 2009. ولاحظا التغيير في نقاط مختلفة حول العالم، والتي يقول الباحثون إنها تؤكد أنها ظاهرة حقيقية على مستوى الكوكب مرتبطة بـدوران اللب، وليس مجرد تغيير محلي على سطح اللب الداخلي.

وتشير البيانات إلى أن النواة الداخلية قد تكون في طور التحول مرة أخرى نحو شبه الاستدارة. وإذا كان الأمر كذلك، فمن المحتمل أن يحدث شيء ما للقوى المغناطيسية وقوى الجاذبية التي تحرك دوران اللب الداخلي. وقد تربط هذه التغييرات اللب الداخلي بظواهر جيوفيزيائية أوسع مثل الزيادة أو النقصان في طول اليوم على الأرض.

ومع ذلك، لا تزال هناك العديد من الأسئلة، مثل كيفية التوفيق بين الوتيرة البطيئة للتغييرات التي أبلغ عنها البروفيسور يانغ والبروفيسور سونغ مع بعض التغييرات الأسرع التي أبلغ عنها الآخرون. والسبيل الوحيد للخروج من المستنقع هذا هو انتظار حدوث المزيد من الزلازل. ويقول البروفيسور يانغ والبروفيسور سونغ: “إن التاريخ الطويل من التسجيل المستمر للبيانات الزلزالية أمر بالغ الأهمية لمراقبة حركة قلب الكوكب”. ويضيف البروفيسور فيدال: “علينا فقط أن ننتظر”.

*تمت الترجمة بتصرف

المراجع:

1. Yang, Y. & Song, X. Nature Geosci. https://doi.org/10.1038/s41561-022-01112-z (2023). 
2. Song, X. & Richards, P. G. Nature 382, 221–224 (1996).
3. Pang, G. & Koper, K. D. Earth Planet. Sci. Lett. 584, 117504 (2022).
4. Yao, J., Tian, D., Sun, L. & Wen, L. J. Geophys. Res. Solid Earth 124, 6720–6736 (2019).
5. Wang, W. & Vidale, J. E. Sci. Adv. 8, eabm9916 (2022).

 المصدر:

Has Earth’s inner core stopped its strange spin? (nature.com)