تحولات در ساختار هسته زمین؛ چه پیامدهایی به همراه دارد؟

گروهی از محققان در دانشگاه «ساوث کالیفرنیا» به رهبری پروفسور جان ویدیل(John Vidale)، ضمن پژوهش در خصوص چرخش هسته درونی زمین، به طور تصادفی به کشفی شگفت انگیز دست پیدا کردند.

تمرکز اولیه این محققان بر روی ویژگی های فیزیکی هسته درونی زمین نبود، اما در نهایت شواهدی از تغییرات ساختاری در سطح آن شناسایی کردند. آنها اظهار داشتند که تعامل میان هسته درونی و هسته بیرونی زمین، محتمل ترین عامل این تغییرات ساختاری به شمار می رود.

ویدیل افزود: چیزی که ما در نهایت کشف کردیم، شواهدی است دال بر اینکه سطح نزدیک به هسته درونی زمین دچار تغییرات ساختاری می شود.

وی ادامه داد: در حین تحلیل داده های لرزه نگاری به مدت چندین دهه، متوجه مجموعه ای از امواج لرزه ای شدم که به طرز عجیبی از بقیه متمایز بود. سپس فهمیدم که به شواهدی دقت می کنم که نشان دهنده ناپایداری هسته درونی زمین است.

هسته درونی زمین، عمیق ترین بخش ساختار زمین به حساب می آید و کره ای سخت به شعاع تقریباً ۱۲۲۰ کیلومتر است که به طور عمده از آلیاژ آهن و نیکل تشکیل شده و دمایی نزدیک به ۵۴۰۰ درجه سانتی گراد دارد. این اطلاعات استنتاج شده از مطالعات لرزه نگاری به دست آمده اند. با این حال، طبق برخی از تحقیقات اخیر، برخی فیزیکدانان تمایل دارند هسته درونی زمین را به عنوان یک پلاسما در نظر بگیرند که رفتار جامدگونه ای از خود نشان می دهد.

هسته درونی کاملاً از هسته بیرونی زمین تفکیک شده است و هر کدام چرخش متمایزی از یکدیگر دارند. این چرخش به طور بالقوه قادر است بر حرکت وضعی زمین اثر بگذارد و در نتیجه بر طول روز و شب و همچنین شرایط جوی تأثیر نماید. قابل ذکر است که هر ۷۰ سال چرخش هسته درونی زمین به صورت معکوس رخ می دهد.

هسته درونی زمین به عنوان یکی از شلوغ ترین نواحی درون زمین محسوب می شود، زیرا در هسته بیرونی شناور است و می تواند به صورت مستقل چرخش کند. این عمل منجر به تولید میدان مغناطیسی می شود که کره زمین را از تشعشعات مضر و اثرات باد خورشیدی محافظت می کند. چرخش هسته درونی زمین، که سه چهارم قطر ماه را داراست، در مقایسه با دو لایه بیرونی زمین (پوسته و گوشته) به صورت ۴ تا ۱۲ برابر کندتر انجام می شود.

تغییرات ویژگی های سطحی هسته درونی زمین به احتمال زیاد در الگوی چرخش و تحولات آتی آن تأثیرگذار است که در نهایت بر مدت زمان روزهای ما اثر خواهد گذاشت.

امواج لرزه ای شگفت انگیز

دانشمندان مدت های زیادی درباره ماهیت هسته درونی زمین بحث و تبادل نظر کرده اند. با این حال، تمرکز اصلی این مباحث و عموماً تحقیقات انجام شده به درک روش چرخش هسته درونی زمین معطوف بوده و سایر تغییرات ممکن چون تغییرات ساختاری اغلب نادیده گرفته شده اند.

هسته درونی زمین در عمق ۳۰۰۰ مایلی زیر سطح کره زمین واقع شده و در هسته بیرونی مذاب آن قرار دارد و پیشتر تصور می شد که یک کره جامد است. این مطالعه به بررسی داده های چندین دهه ای حاصل از لرزه نگاری در ایستگاه های مختلف، شامل ثبت زلزله های مکرر در نزدیکی قطب جنوب از سال های ۱۹۹۱ تا ۲۰۲۴ پرداخته است.

محققان به یک واقعیت غیر عادی پی بردند؛ مجموعه ای از امواج لرزه ای که در یک ایستگاه در کانادا ثبت شده بود، به وضوح متمایز و متضاد با آنچه قبلاً توسط تیم های تحقیقاتی مشاهده شده بود، به نظر می رسید. پروفسور ویدیل در ابتدا از این داده ها به شدت متعجب شد. این امواج غیر معمول به وجود یک اتفاق غیرمنتظره در هسته درونی زمین اشاره داشتند.