دراسة جديدة تكشف تغير اللب الداخلي للأرض بطريقة غامضة

يزخر جوف كوكبنا بالأسرار الدفينة، وما زلنا نسبر طياته حتى يبهرنا بما نجد.

كشفت دراسة حديثة مفصلة لباطن الأرض أن اللب الداخلي الدوار قد غير شكله وسرعة دورانه، إذ تظهر تغيُرات دقيقة في طريقة انتقال الموجات الصوتية عبر مركز الكوكب.

هذا الاكتشاف من الأهمية بمكان، إذ قد يحسن فهمنا لآلية عمل اللب الداخلي، ويكشف الستار عن بعض الظواهر الجيولوجية الغامضة المرتبطة بسلوك الأرض.

صرح جون فيدال، عالم الجيوفيزياء بجامعة جنوب كاليفورنيا، بأنه قد اكتُشفت عملية غير موثقة سابقًا، وأكد ضرورة التحقق من صحة النتائج وتحسين النماذج العلمية القائمة.

حظي اللب الداخلي للأرض بمكانه بين ألغاز علم الجيوفيزياء، فهو كرة صلبة تدور في أعماق الأرض محاطة بطبقة سائلة من اللب الخارجي المنصهر، ولا يخفى تأثيره على العديد من الظواهر الجيولوجية، مثل طول اليوم والمجال المغناطيسي للأرض الناجم عن دورانه.

ونظرًا إلى أهمية هذا الجزء من الكوكب، يسعى العلماء جاهدين لكشف أسراره، ويعتمدون الزلازل وسيلةً لدراسة باطن الأرض لاستحالة دراسته مباشرةً، فعندما تهتز القشرة الأرضية، تنتقل الموجات الزلزالية عبر طبقات الكوكب، فيتسنى للعلماء تحليل كيفية تفاعلها مع المواد المختلفة في الداخل فور بلوغها المحطات الزلزالية حول العالم.

وجد العلماء أن اللب الداخلي للأرض يتكون غالبًا من كرة كثيفة ملتهبة من الحديد والنيكل الصلب، ويبلغ قطره نحو 2440 كيلومترًا، أي أكبر قليلًا من كوكب بلوتو، وتشير الأدلة إلى أن اللب الداخلي يدور أسرع من الأرض نفسها، في حين يُرجح أنه قد تباطأ في السنوات الأخيرة.

عام 2022، نشر فيدال وزملاؤه بحثًا أشار إلى وجود صلة بين تغيُر سرعة دوران اللب الداخلي والتغيرات الدورية في طول اليوم على الأرض، إلا أن الأبحاث اللاحقة لم تؤكد هذا الارتباط.

لقد ثبت أن سرعة دوران اللب الداخلي تتغير، وتختلف عن سرعة دوران الكوكب، ومع ذلك، هناك تباين في الموجات الزلزالية المرتدة عن اللب يصعب تحديد سببه: أيعود إلى تغيُر في سرعة دوران اللب أم في شكله؟

للكشف عن طبيعة هذه التغيرات، حلل فيدال وفريقه 168 زوجًا من الزلازل المتكررة حول العالم، وهي زلازل تحدث في نفس الموقع وبنفس الخصائص تقريبًا، فتسمح بمقارنة دقيقة بين الموجات الزلزالية الناتجة منها.

أوضح فيدال أنه عندما نقارن الزلازل المتكررة، يمكننا عزل أي تغير في الموجات الزلزالية لمعرفة: أتغير المسار الذي سلكته الموجات أم لا؟

قارن الباحثون أزواج الزلازل حين كان اللب في الموضع ذاته لاستبعاد أثر تغير سرعة دورانه، فوجدوا اختلافات في الموجات التي تلامس سطح اللب الداخلي عند الحد الفاصل بين اللب الداخلي والخارجي، ما يشير إلى وجود تغيرات في شكل اللب الداخلي ذاته.

نوه فيدال بأنه يُحتمل وجود ارتفاعات وانخفاضات طفيفة على سطح اللب الداخلي نجمت عن التدفقات القوية للب الخارجي المنصهر كون سطح اللب الداخلي طريًا لبلوغه نقطة انصهار مكوناته.

تتعدد أسباب تلك الظاهرة، أبرزها جذب مناطق المواد الأعلى كثافة في باطن الأرض التي تسمى «المقاطعات الكبيرة منخفضة سرعة القص»، فضلًا عن التدفق الحراري في اللب الخارجي الذي يسحب اللب الداخلي مغيرًا هيئته، وربما اشترك السببان معًا في ذلك.

جدير بالذكر أن البيانات الزلزالية تشير إلى تغيُر مزدوج في اللب الداخلي، أي تغير في سرعة دورانه وشكله، في حين يتابع فيدال وزملاؤه تحرياتهم بهذا الشأن.

أكد فيدال الحاجة لمزيد من البيانات لفهم هذه الظاهرة الجديدة، وأضاف أنه إذا استمر اللب الداخلي في الدوران بالاتجاه نفسه خلال خمسة عشر عامًا الماضية، فسيعود قريبًا إلى نفس مكانه عام 2000. ومن يدري ما تخبئه السنوات القادمة من اكتشافات؟