NASA-Launched-Laser-Beams-at-Moon

عندما وصلت مركبة الاستطلاع القمرية LRO التابعة لوكالة الفضاء ناسا إلى المدار حول القمر في عام 2009، بدأ العلماء فورًا بإطلاق أشعة الليزر عليها. وبصورة أدقّ، كانوا يطلقون الليزر على عاكس صغير بحجم كتاب ورقي، محاولين عكس هذا الضوء إلى الأرض، ونجحوا بعد 10 سنوات تقريبًا.

إنها المرة الأولى التي تنعكس فيها الفوتونات بنجاح إلى الأرض من مركبة فضائية حول القمر، ويعطينا ذلك طريقة جديدة لإجراء قياسات للقمر وما حوله ويساعدنا على معرفة الظروف على سطح القمر الذي توجد عليه أدوات قديمة منذ أكثر من 50 عام.

شهد برنامج أبولو زيارة رواد فضاء للقمر من عام 1969 الى عام 1972، لكن أهدافهم كانت بعيدة المدى، إذ تركوا ورائهم -من بين أشياء أخرى- أجهزة للمراقبة المستمرة مثل جهاز قياس الزلازل-Seismometer وثلاثة عواكس ليزرية، كما وضع برنامج الفضاء السوفييتي عاكسي ليزر على مركبات آلية ليصبح المجموع الكلي خمسة عواكس لوكالتي الفضاء.
<h2>لمَ عواكس الليزر؟</h2>
إذا أرسلت شعاع ليزر قوي إلى القمر وسجلت الوقت الذي يستغرقه هذا الشعاع للانعكاس، يمكنك إجراء قياس دقيق لمعرفة المسافة بين نقطتين وذلك بناءً على سرعة الضوء، ومن ثمّ يمكننا معرفة بُعد القمر بدقّة ميليمترية.

وبمرور الوقت، ترسم هذه القياسات لنا صورة عن كيفية دوران القمر، بهذه الطريقة نعرف طبيعة نواة القمر السائلة بناءً على كيفية دورانه؛ وإذا كان هناك مادة صلبة في هذا اللب السائل أم لا، وتخبرنا أيضًا عن كيفية عمل القمر في مجاله المغناطيسي.

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/Annotation-2020-08-28-125854.png"><img class="aligncenter size-full wp-image-91048" src="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/Annotation-2020-08-28-125854.png" alt="استعادة إشارة أرسلت سابقًا إلى القمر - مركبة الاستطلاع القمرية LRO التابعة لوكالة الفضاء ناسا - إجراء قياسات للقمر وما حوله" width="1010" height="661" /></a>

هذه القياسات الدقيقة أيضًا طريقة لنعرف أن القمر يبتعد ببطء عن الأرض بمعدل نحو 3.8 سم في السنة، إذ يمكن أن تخبرنا قياسات المسافة الكثير إذا كنا صبورين.

قال عالم الكواكب إروين مازاريكو من مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا: «الآن بعد جمعنا البيانات لمدة 50 عامًا يمكننا أن نرى اتجاهات لم نكن قادرين على رؤيتها بطرق أخرى».

وقال أيضًا: «علم تحديد المدى باستخدام الليزر لعبة طويلة الأمد».

مع مرور الوقت، تضاءلت كمية الضوء المنعكس من تلك العواكس القمرية إلى أقل من 10% من الضوء الذي يجب أن يعود، من دون معرفة السبب المسؤول.

على أيّ حال، هناك شيء واحد موجود بكثرة على سطح القمر ألا وهو الغبار، مع أنه لا يوجد غلاف جوي ولا رياح لكي تحرّك هذا الغبار، لكن حركة النيازك الصغيرة لها تأثير في تحريك هذا الغبار ببطء ليغطي العواكس الليزرية، وهنا يبدأ دور عاكس LRO. فإذا استطعنا استقبال إشارات مرتدّة من عاكسها، يمكن للعلماء مقارنة هذه النتائج مع النتائج القادمة من عاكسات السطح الموجودة أساسًا.

تساعدنا النمذجة على تحديد سبب انخفاض نتائج كفاءة عواكس السطح، وربما يكشف لنا عن مقدار القصف النيزكي الدقيق للقمر، ومقدار الغبار الذي يسببه هذا القصف.

لكن القول أسهل بكثير من العمل، فمن الصعب الحصول على هذه الارتدادات من عواكس سطح القمر، وذلك بسبب تأثيرات الغلاف الجوي الأرضي إضافةً الى التخميدات والتأثيرات الكهرومغناطيسية.

تعدّ عواكس LRO تحديًا أكثر صعوبة وذلك بسبب صغر حجمه بأبعاد 15*18*5 سنتيمترات، وسرعة تحركه، إضافةً لبُعده الوسطي عن الأرض ( 3844000 كيلومتر).

باءت محاولات الفريق الأولى للوصول إلى العاكس باستخدام الضوء المرئي الأخضر بالفشل، لكنهم تعاونوا بعد ذلك مع علماء من جامعة كوت دازور الفرنسية، الذين طوروا ليزرًا يعمل بالأشعة تحت الحمراء فهي أكثر كفاءة في اختراق الغازات والسحب.

في 4 أيلول عام 2018، سجلت محطة قياس المدى عن طريق الليزر في مدينة جراس في فرنسا ارتداد ضوء ليزر بالأشعة تحت الحمراء عن LRO لأول مرة.

بعد ذلك وفي 23 و 24 من شهر آب عام 2019 تكررت نفس النتيجة، ثم حرّك فريق العلماء المركبة الفضائية لتوجيه العاكس نحو الأرض، ما يساعدنا على تحديد المدى عن طريق الليزر بطريقتين أو باتجاهين، بدلًا من انتظار LRO لتتأرجح في المدار الصحيح للحصول على النتائج.

كان الضوء العائد الى الأرض صغيرًا -فقط عدد قليل من الفوتونات- وذلك لا يكفي لمعرفة ما يعرقل العواكس على سطح القمر لحد الآن، لكن مع الوقت، تمكّننا هذه الفوتونات القليلة من تكوين صورة كافية لتخبرنا المزيد.

ليست قياسات LRO ذات الأهمية الكبيرة هنا؛ إذ يبرهن عمل الفريق ماهية التحسينات التي يمكن إجراؤها وتقديمها باستخدام ليزر الأشعة تحت الحمراء بدلًا من الضوء المرئي، الذي يخترق مسافات أبعد ويعطي إمكانية استخدام عواكس أصغر بكثير أيضًا.

كتب الباحثون: «توفر هذه التجربة طريقة جديدة للتحقق من نظريات الغبار المتراكم منذ عقود على سطح القمر».

<strong>اقرأ أيضًا:</strong>

<a href="https://ibelieveinsci.com/?p=54605&amp;fbclid=IwAR1TQg95YPuqZPF9XsF7-jA0G79MBPoNfPhXyRghWRekhB5X-l0dJPDwydU">ما هو خسوف القمر، ومتى سيحدث المرة القادمة؟</a>

ترجمة: سلام حسن

تدقيق: علي البيش

<a href="https://www.sciencealert.com/scientists-have-been-sending-signals-to-a-spacecraft-orbiting-the-moon-they-finally-got-one-back">المصدر</a>

استعادة إشارة أرسلت سابقًا إلى القمر

21OVERBYE-videoSixteenByNineJumbo1600

اكتشفنا أسرع نجم معروف في مجرتنا درب التبانة، في مركز المجرة تقريبًا، يدور هذا النجم المُكتشَف المُسمى (S4714) حول الثقب الأسود فائق الكتلة Sagittarius A* أو اختصارًا (Sgr A*). تبلغ سرعة النجم (S4714) في مداره نحو 24 ألف كم في الثانية، أي نحو 8% من سرعة الضوء، وهي حقًا سرعة مذهلة، لكن ذلك ليس كل شيء.

(S4714) هو نجم من مجموعة النجوم التي تدور حول الثقب الأسود (Sgr A*) في مدارات أقرب من أي نجوم اكتُشفت سابقًا.

لا يشير هذا الاكتشاف إلى وجود المزيد من النجوم في مدارات قريبة جدًا من ثقب مجرتنا الأسود هائل الكتلة فقط، بل أعطانا تصورًا أوليًا حول هذه النوعية من النجوم، التي ذُكرت قبل 20 عامًا، تلك النجوم التي تتعرض لقوى مدّية بفعل الثقب الأسود (Sgr A*) لقربها منه، وتُسمى «النجوم المضغوطة».

قد يكون مركز مجرتنا هادئًا نسبيًا مقارنةً بمراكز باقي المجرات النشطة، مع ذلك فإن المنطقة القريبة من الثقب الأسود قد تكون جامحة وغريبة إلى حدٍ بعيد.

يدرس علماء الفلك المنطقة المحيطة بالثقب الأسود (Sgr A*)، التي تحتوي مجموعة من النجوم التي تدور في مدارات بيضاوية، طويلة ومتعرجة، مثل شكل بيضاوي مع ثقب أسود في أحد طرفيه، تُسمى هذه النجوم المدروسة بالنجوم (S)، التي يمكننا من طريقها دراسة واستكشاف خصائص هذا الجسم العملاق غير المرئي الذي تدور حوله.

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/2ث1.png"><img class="aligncenter size-full wp-image-91168" src="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/2ث1.png" alt="العثور على أسرع نجم في مجرتنا مسافرًا ب8% من سرعة الضوء - أسرع نجم معروف في مجرتنا درب التبانة - الثّقب الأسود فائق الكتلة " width="700" height="354" /></a>

لسنوات عديدة كان النجم المُسمّى S2 هو أقرب نجم إلى الثقب الأسود، في أثناء دوران النجم حول الثقب -الذي يستغرق 16 عامًا ليتم دورة كاملة- أصبح النجم أقرب ما يكون للثقب، أي على بُعد 18 مليار كيلومتر حول الثقب (Sgr A*)، كان لتأثير جاذبية الثقب الأسود في هذا الكوكب دورًا كبيرًا في زيادة سرعة النجم إلى 3% من سرعة الضوء، لقد استغرق الأمر وقتًا وجهدًا كبيرين لمراقبة هذا النجم ودراسة خصائصه.

العام الماضي، وجد فريق بقيادة عالم الفيزياء الفلكية فلوريان بيسكر من جامعة كولونيا بألمانيا نجمًا أكثر خفوتًا، لكنّه أقرب كثيرًا من الثقب الأسود، هذا النجم يُسمى (S62).

في مداره الذي يستغرق 9.9 سنوات، يقترب النجم إلى مسافة 2.4 مليار كيلومتر من الثقب الأسود، وهذا أقل من متوسط المسافة بين الشمس وكوكب أورانوس، في أثناء دوران هذا النجم حول الثقب تصل سرعته إلى 20 ألف كيلومتر في الثانية، أي 6.7% من سرعة الضوء تقريبًا.

لكن العالم بيسكر وفريقه لم يتوقفوا عند هذا الحد، فبعد سنوات من العمل، اكتشفوا حتى الآن خمس نجوم (S) جديدة، أقرب بكثير من (S2) وهي: (S4711، S4712، S4713، S4714، S4715).

قال بيسكر: »أنا سعيد جدًا أن أُتيحت لي الفرصة لرصد مركز المجرة ومراقبته باستخدام تلسكوب ضخم جدًا، على مدار السنوات السبع الماضية. منذ ذلك الحين أعمل على بيانات مطياف الأشعة تحت الحمراء القريبة (SONFONI)، ما يتطلب مهارات تقليل البيانات، ونظرة ثاقبة، وبعض التوفيق، والوقت، وبالتأكيد معرفة جيدة بمرشحات الترددات العالية والمنخفضة«.

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/شءش-3.png"><img class="aligncenter size-full wp-image-91169" src="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/شءش-3.png" alt="" width="1024" height="415" /></a>

يُعَد النجمان (S4711) و(S4714) هما الأبرز من بين النجوم الجديدة.

S4711)) هو نجم أزرق من النوع (B)، عمره 150 مليون سنة تقريبًا، له فترة مدارية أقصر من النجم (S62)، ويدور حول الثقب الأسود (Sgr A*) مرة كل 7.6 سنوات، على بُعد 21.5 مليار كيلومتر.

مع أنه لا يدور قريبًا جدًا من الثقب، تعني الفترة المدارية الأقصر أن النجم يمتلك أقصر مسافة متوسطة إلى الثقب الأسود خلال المدار الكامل حتى الآن.

أما النجم (S4714) فله فترة مدارية أطول من (S4711) إذ تُقدَّر بـ 12 عامًا، لكن مدار هذا النجم غريب الأطوار بشدة، فمداره بيضاوي ممدود جدًا. إذا وصفنا الشذوذ أو الانحراف المداري بقيمة بين الرقمين (0) و(1)، إذ يدل (0) على المدار الدائري في الحالة المثالية، ويدل (1) على مدار ممدود جدًا، فإن قيمة الانحراف المداري للنجم (S4714) هي 0.985.

عندما يصل النجم إلى مسافة 1.9 مليار كيلومتر من الثقب الأسود (Sgr A*) وهي أقرب مسافة بينهما، وأقرب من النجم (S62)، يتسارع النجم ليصل إلى سرعة 24 ألف كيلومتر في الثانية، ثم يتباطأ عندما يبتعد لمسافة تصل إلى 250 مليار كيلومتر.

قال بيسكر: «هذه النجوم هي أول النجوم المرشحة لتكون من ضمن النجوم المضغوطة، التي تُوقع وجودها لأول مرة عام 2003».

اقترح عالما الفيزياء الفلكية تال ألكسندر ومارك موريس صنفًا من النجوم في مدارات شديدة الانحراف حول ثقوب سوداء ضخمة، تؤثر الثقوب في هذه النجوم بقوى مدية هائلة، ما يؤدي إلى تحول جزء من طاقتها المدارية إلى حرارة، ما يجعل النجم يلمع أكثر من المعتاد، ويؤدي أيضًا إلى اضمحلال النجم في مداره، أي أن هذه النجوم المضغوطة هي نجوم ميتة تدور.

قال بيسكر أيضًا: »على الأقل فإن النجمان (S4174) و (S4711) هما مرشحان ليكونا من النجوم المضغوطة. إنني متيقن من النجم (S4711) تحديدًا، لأن العناصر المدارية متوافقة مع توقعات العالم تال ألكسندر سنة 2003، وبذلك يكون (S4711) هو أول نجم مضغوط مُكتشَف«.

إذا تأكد وجود هذه النجوم، ربما نفهم التفاعلات بين الثقوب السوداء والنجوم التي -في النهاية- تلتهمها. لكنها تقدّم فرصًا أخرى أيضًا.

استُخدم النجم S2 أخيرًا لاختبار نظرية النسبية العامة، للتحقق من الطريقة التي يمتدّ بها ضوء النجم المقترب من الثقب الأسود، والطريقة التي يتحرك بها مداره مثل جهاز «سبيروغراف»، إن نظرية أينشتاين في بعض الاختبارات هي الأصعب حتى الآن.

أضاف بيسكر: «نحن أقرب بدرجة واحدة من الثقب الأسود (Sgr A*) وأسرع تقريبًا بأربع أضعاف مقارنةً بـ (S2) في أثناء مروره حول المركز، لذلك نجد تفاعلات نسبية شديدة مع النجوم (S62) و(S4711) و(S4714) كما هو الحال مع «S2.

لم تُجرَ هذه الاختبارات بعد، إذ توقف تشغيل مطياف الأشعة تحت الحمراء القريبة منذ ذلك الحين، لذلك قد يستغرق الحصول على الملاحظات بعض الوقت، لكنها من أهداف الفيزياء الفلكية بالتأكيد.

وبالبحث عن المزيد من النجوم القريبة، يُحتمل أن تكون السرعات الهائلة والمدارات حول الثقب الأسود (Sgr A*) مُختبئة ولم تُكتشف بعد، ومع إطلاق المزيد من التلسكوبات المطوّرة والقوية في السنوات القادمة، متضمنةً التلسكوب الضخم جدًا، يجب أن نكون قادرين على العثور عليها، إنها مسألة وقت فقط.

قال بيسكر: »أعمل باستمرار على مركز المجرّة، ومتيقن تمامًا من أن هذا لن يكون بحثنا الأخير، فالبيئة عالية الديناميكية هناك جذابة للعلماء مثل متجر حلوى للأطفال«.

<strong>اقرأ أيضًا:</strong>

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/?p=88692&amp;fbclid=IwAR193Pz3UiMODc0U9WfGRjM3tYmO7DckTOy73D2k6rKMRoxTz8nWP7HwFe8">اكتشاف جزيء عضوي جديد في الفضاء بين نجوم مجرتنا</a>

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/?p=90167&amp;fbclid=IwAR1drV8PfaWutSHoffeUjMc-G-tYs_3YGVD1y0NPWt7ZAaS37qcY7EzuD6E">هل ما زال في كوننا أي ثقوب سوداء متبقية من الانفجار العظيم؟</a>

ترجمة: سلام محمد حسن

تدقيق: سلمى توفيق

مراجعة: أكرم محيي الدين

<a href="https://www.sciencealert.com/the-fastest-star-in-the-galaxy-zooms-as-high-as-8-percent-of-the-speed-of-light?fbclid=IwAR1vzaHMwHfstrIZUtvE9N-Y3PiAMV0UycYYTeAxk0VdN5Dvrp4oz73odMw">المصدر</a>

العثور على أسرع نجم في مجرتنا مسافرًا ب8% من سرعة الضوء

Earths-Core-777x437-1

يعود سبب ارتفاع درجة حرارة نواة الأرض إلى الحرارة الأولية المختزنة فيها، إضافةً إلى التحلل الإشعاعي. تخيّل فقط أن الشتاء على وشك الرحيل وأنت تستمتع بنوم هانئ تحت بطانيتك، تخطط وتقرر أخذ كلبك في نزهة إلى الحديقة في اليوم التالي، ثم تستيقظ في أوجِ حماسك مستعدًا لبدء يومك، وما إن تنظر إلى الخارج عبر نافذتك حتى ترى بياض الثلج غطّى كل شيء.

فجأةً تتذكر أحد المواضيع التي درستها أمس وبدأت تشعر بالارتباك، أنت متيقّن أنّ لبّ الأرض حارّ جدًا، فأين تذهب هذه الحرارة الهائلة ولماذا تتراكم الثلوج على سطح الأرض إذا كان هناك كل هذه الحرارة؟ تجاوُزك هذه القضية دون تحليل، يعني أنّه فاتك الكثير من النقاط المهمة حول ماهية نواة الأرض.

منذ بدء تكوّن الأرض ونواتها حارّة جدًا، هذه الحرارة الهائلة هي سبب وجودنا على هذه الأرض، هل يبدو هذا غريبًا؟ الأمر ليس كذلك، فنواة الأرض الملتهبة ضرورية جدًا لاستمرارية بقائنا على الأرض.

قبل أن نذهب إلى أعمق نقطة داخل الأرض، فلنتعرف على المزيد عن طبقاتها.
<h2>الأرض طبقةً تلو الأخرى:</h2>
مع أننا وصلنا إلى مرحلة التقاط صور لثقب أسود وهي نقطة متطوّرة جدًا، لم يكن حلّ ألغاز كوكبنا سهلًا أبدًا، ومع ذلك ساعدنا تحليل الصخور الناتجة عن الانفجارات البركانية ودراسة الموجات الناتجة عن الزلازل (الموجات والإشارات الناتجة عن الزلازل، والانفجارات البركانية و أيّ اضطراب آخر صادر عن داخل الأرض) على فهم البنية الداخلية لكوكبنا بصورة أفضل.

الأرض ليست مادة صلبة بتجانس وتماثل، بل تتكوّن من مجموعة من الطبقات، إذ تكوّنت الأرض مع بدء تكوّن النظام الشمسي منذ 4.6 مليار سنة، وكانت الأرض في البداية كرة من الغازات، ولكن عندما تفاعلت هذه الغازات مع بعضها، وبدأت المواد متفاوتة الكثافة بالانفصال عن بعضها، أصبحت الأرض ما هي عليه اليوم، كوكبًا صخريًّا ضخمًا من عدة طبقات تشبه البصلة من الداخل.

[caption id="attachment_91420" align="aligncenter" width="1006"]<a href="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/شسؤي-2.png"><img class="size-full wp-image-91420" src="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/شسؤي-2.png" alt="بنية طبقات الأرض" width="1006" height="610" /></a> بنية طبقات الأرض[/caption]

الطبقة الخارجية الأولى للكرة الأرضية هي القشرة، الطبقة التي نعيش عليها، نبني عليها المنازل ونزرع فيها الأشجار، هي طبقة رقيقة جدًا إذا قورنت مع باقي طبقات الأرض، يبلغ عمقها 8 كيلومترات، وتتكوّن من الصخور البازلتية والقشرة القارية التي يبلغ عرضها 32 كيلومترًا، وتتكون بشكل رئيسي من الجرانيت.

الوشاح، هو اسم الطبقة التالية لطبقة القشرة، يبلغ سمكها نحو 2900 كيلومتر، الجزء العلوي منها صلب وجاف تمامًا، بينما يتدفق الجزء السفلي مثل الصخور شبه المنصهرة. تُعرف الطبقة العلوية من الوشاح مع القشرة باسم الغلاف الصخري (ليثوسفير)، بينما تسمى الطبقة السفلية شبه المنصهرة الوشاح الأدنى (أسينوسفير).

توجد نواة الأرض تحت طبقة الوشاح وتنقسم إلى قسمين: الخارجي، والداخلي. يبلغ سمك القسم الخارجي نحو 2300 كيلومتر من لب الأرض، يتكوّن بصورة رئيسية من الحديد والنيكل وهو في صورة سائلة تمامًا، لها درجة حرارة عالية جدًا تتراوح بين 4000 و 5000 درجة فهرنهايت.

نزولًا من القسم الخارجي إلى نواة الأرض إلى القسم الداخلي لها، نصل إلى الجزء الأكثر حرارة من الكوكب، درجات حرارة عالية جدًا لا يمكن تصورها، تتراوح بين 9000 و 13000 درجة فهرنهايت، ومع أن درجات الحرارة هائلة، فإن اللب الداخلي للأرض صلب تمامًا، ويبلغ سمكه 1200 كيلومتر تقريبًا.

[caption id="attachment_91419" align="aligncenter" width="646"]<a href="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/شسؤش.png"><img class="size-full wp-image-91419" src="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/شسؤش.png" alt="مقطع عرضي لطبقات الأرض" width="646" height="631" /></a> مقطع عرضي لطبقات الأرض[/caption]
<h2>لماذا نواة الأرض حارّة جدًا؟</h2>
بالنسبة لنا نحن البشر الذين نعيش على سطح الأرض، يصعب تخيل أن درجة حرارة نواة الأرض قد تكون أعلى من درجة حرارة سطح الشمس، والسؤال الحقيقي هو: «كيف لأرضنا البالغة من العمر 4.6 مليار سنة أن تولّد هذه الحرارة الهائلة؟»

هناك سببان رئيسيان وراء نواة الأرض الملتهبة.

الأول، بسبب العملية التي تكوّن عبرها كوكبنا، ألا وهي التراكم أو الازدياد، عندما وُجد النظام الشمسي بدأ كوكبنا رحلته حول الشمس، كانت قوّة الجاذبية كبيرةً بما يكفي لتشدّ عددًا من النيازك والأجسام الأخرى فتكوّن مجتمعةً كوكبًا كبيرًا، وهذه العمليات تنتج الحرارة بصورة هائلة جدًا.

[caption id="attachment_91418" align="aligncenter" width="640"]<a href="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/5غقل.png"><img class="size-full wp-image-91418" src="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/5غقل.png" alt="تكوّن الأرض من طريق التراكم" width="640" height="632" /></a> تكوّن الأرض من طريق التراكم[/caption]

بعد الانتهاء من عملية تكوين الكوكب، بدأت المواد بالانفصال والانقسام إلى طبقات وفقًا لكثافتها، استقرت بعد ذلك المواد الأكثر كثافة في نواة الأرض، أنتجت هذه العملية الكثير من الحرارة.

ما تزال الحرارة الأولية لأرضنا موجودة في نواتها بسبب عدم قدرة كوكبنا الضخم بدايةً على تشتيت هذه الحرارة بسرعة، إذ يمكن تبديدها عبر طبقة القشرة فقط، ولكن بسبب وجود الصفائح التي تعمل كغلاف، ولأن طبقة الوشاح ليست ناقلًا جيّدًا للحرارة، استقرت الحرارة في نواة الأرض فترات أطول.

السبب الثاني لحرارة نواة الأرض الهائلة هو تحلل العناصر المشعّة مثل اليورانيوم، التحلل الإشعاعي هو المسؤول عن تكوين (النظير الفيزيائي)، وهي عملية طاردة للطاقة للحرارة.

هناك اختلاف بسيط بين حرارة الأرض الناتجة عن التحلل الإشعاعي والحرارة الأولية، فالحرارة الأولية مستقرة تتركز في نواة الأرض، بينما الحرارة الناتجة عن التحلل الإشعاعي تتوزع في جميع أنحاء طبقات الأرض الأخرى.

<strong>هل نواة الأرض الملتهبة تساعدنا بشكل أو بآخر؟</strong>
<h2>أهمية نواة الأرض</h2>
مع أنّ نواة الأرض ساخنة جدّا مثل الشمس، فإنها مهمة جدًا لبقاء الحياة على سطح الأرض، الطبقة الخارجية لنواة الأرض سائلة ملتهبة مستمرة في التدفق، ما يولّد تيارات نقل حمل حراري، وهي السبب وراء المجال المغناطيسي للأرض الذي يحميها من مقذوفات نظامنا الشمسي ويحافظ على الغلاف الجوي للأرض، أما الطبقة الداخلية لنواة الأرض فتساعد على استقرار هذا المجال المغناطيسي.

[caption id="attachment_91417" align="aligncenter" width="891"]<a href="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/7غت.png"><img class="size-full wp-image-91417" src="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/7غت.png" alt="نواة الأرض" width="891" height="612" /></a> نواة الأرض[/caption]

تؤدي التيارات والانتقالات الحرارية -التي تحصل في الطبقة الخارجية من نواة الأرض والحرارة التي توّلدها- إلى حركة الطبقات الأعلى منها، خاصةً في الطبقة الثانية (الوشاح)، تساهم هذه الحركة في إزاحة الصفائح وتحركها، ما يؤدي إلى إزاحة القارات وتشّكل كتل أرضية جديدة.
<h2>الخلاصة</h2>
لا تقتصر أهمية نواة الأرض على الإنسان فحسب، بل تتعداه إلى جميع الكائنات، متضمنةً النباتات، فإذا بردت الأرض أو أصبحت صلبة أو سائلة تمامًا، ببساطة لن يكون هناك مجال لاستمرار الحياة وازدهارها. هذا هو التوازن الرائع الثمين الذي يقدمّه لبّ الأرض لعالمنا.

<strong>اقرأ أيضًا:</strong>

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/?p=10631&amp;fbclid=IwAR1FMhzf63xzJLKIbVH0mHvQiWh-BZn3ZH3_CKB_bJfxwYAlzQy935DqJBw">من سيسود الأرض لو اختفينا نحن البشر؟</a>

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/?p=10521&amp;fbclid=IwAR2CJROPX6HU0bOcB-wHTHj8ObCXCr8xPzmvw6M1RzjoVj5gytuZ3O96_2Y">هوكينج يريد تزويد الأرض بالطَّاقة عبر الثقوب السوداء، جنون أم حقيقة؟</a>

ترجمة: سلام محمد حسن

تدقيق: علي البيش

مراجعة: تسنيم الطيبي

<a href="https://www.scienceabc.com/nature/why-is-earths-core-so-hot.html?fbclid=IwAR0_cpEVdJ3Re1XrjkDnQc9S0YqMFXFdnSnSdWeOLEmf5FHgN6s5XVlPmhU">المصدر</a>

لماذا نواة الأرض حارّة جدًا؟

061820_cg_earthquakecluster_feat-800x450-1

أظهر باحثون من كلية براون للهندسة في جامعة رايس أهمية التعلم العميق في التنبؤ بالأحداث الزلزالية المستقبلية، كالهزات الأرضية والانفجارات البركانية، باستخدامهم البيانات التي جُمعت قبل الانهيار الأرضي المميت في غرينلاند عام 2017.

تُظهر هذه البيانات مجموعةً من الإشارات الصغيرة لحدث على وشك الوقوع، لكن التنبؤ بجمع الأدلة معًا في الوقت المناسب يفوق القدرة البشرية، فقد دمرت كارثة تسونامي قرية نوجاتسيك، وأودت بحياة 4 أشخاص، وإصابة 9، وجرف 11 مبنًى في البحر.

[caption id="attachment_91443" align="aligncenter" width="661"]<a href="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/سْؤش.png"><img class="size-full wp-image-91443" src="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/سْؤش.png" alt="جُمعت البيانات من ثلاثة مخططات زلزالية في اليوم السابق لانهيار نوجاتسيك الأرضي" width="661" height="646" /></a> جُمعت البيانات من ثلاثة مخططات زلزالية في اليوم السابق لانهيار نوجاتسيك الأرضي[/caption]

قاد ليونارد سيدو -الباحث والأستاذ المساعد في جامعة غرينوبل ألب والزائر السابق لجامعة رايس- دراسةً وظفت تقنيات طورها مهندسو جامعة رايس والمؤلفون المشاركون مارتن دي هوب وريتشارد بارانوك. بيّنت الدراسة كيف تساعدنا أساليب التعلم العميق على معالجة كميات هائلة من البيانات القادمة من الأجهزة الزلزالية بسرعة كافية للتنبؤ بالأحداث.

قال دي هوب -المتخصص في التحليل الرياضي للمشكلات المعاكسة والتعلم العميق فيما يتعلق بعلوم الأرض والبيئة وعلوم الكواكب في جامعة رايس- إن التطورات في مجال الذكاء الاصطناعي مناسبة لمتابعة كميات هائلة ومتزايدة من البيانات الزلزالية ومراقبتها، إذ يمتلك الذكاء الاصطناعي القدرة على تحديد العديد من الأحداث، وكشف الضجيج البعيد الذي لا يلاحظه البشر غالبًا بسبب التحيزات في نماذجهم، ناهيك عن حجم البيانات الهائل.

قبل ساعات من حادثة قرية نوجاتسيك، بدأت الإشارات الصغيرة بالظهور في البيانات التي جمعتها محطة رصد الزلازل القريبة من المكان، حلل الباحثون البيانات من منتصف ليل 17 حزيران 2017 حتى دقيقة واحدة قبل وقوع الانهيار في الساعة 11:39 مساءً، فقد تأثر بذلك 51 مليون متر مكعب من المواد.

كشفت خوارزمية جامعة رايس عن اهتزازات وترددات ضعيفة متكررة لا يمكن اكتشافها بواسطة السجلات الزلزالية العادية، فقد بدأت الاهتزازات قبل تسع ساعات من الحادثة وتسارعت حتى وقع الانهيار.

قال دي هوب: «قدم المؤلف المشارك بيير بولي في جامعة غرينوبل ورقةً أوليةً لما قدمناه عن الحادثة، ودُرست هذه الورقة الحادثة من دون الاستعانة بالذكاء الاصطناعي، فاكتشفوا شيئًا ظنوا أنه يجب علينا معرفته، إذ كانت واحدةً من أفضل البيانات وأنقاها التي يمكننا العمل بها لأن المنطقة معزولة عن الضجيج والنشاط التكتوني».

[caption id="attachment_91442" align="aligncenter" width="651"]<a href="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/سش-3.png"><img class="size-full wp-image-91442" src="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/سش-3.png" alt="تمثل النجمة الصفراء مكان الانهيار الأرضي في غرينلاند، وتمثل المثلثات أماكن توزع محطات زلازل تعمل على نطاق واسع من الترددات." width="651" height="638" /></a> تمثل النجمة الصفراء مكان الانهيار الأرضي في غرينلاند، وتمثل المثلثات أماكن توزع محطات زلازل تعمل على نطاق واسع من الترددات.[/caption]

يواصل دي هوب اختبار الخوارزمية لتحليل النشاط البركاني في دولة كوستاريكا، ويشارك في مركبة الهبوط الفضائية «إنسايت» التابعة لوكالة الفضاء ناسا، إذ أوصلت هذه المركبة جهاز كشف الزلازل إلى سطح المريخ منذ عامين تقريبًا.

قال دي هوب: «ستنقذ المراقبة المستمرة الدائمة التي تحذرنا في الوقت المناسب الكثير من الأرواح. يسألني الناس هل تعد هذه الدراسة مهمةً أم لا؟ أقول نعم، إنها خطوة مهمة جدًا للتنبؤ بالزلازل قبل حدوثها. لسنا مستعدين الآن، لكنني أظن أن العمل في هذا الاتجاه من أكثر القضايا الواعدة في الوقت الحالي».

عندما انضم دي هوب إلى جامعة رايس قبل خمس سنوات، نقل خبرته في حل المشكلات العكسية التي تتضمن العمل مع البيانات الواردة عكسيًا للوصول إلى السبب، وكذلك بارانوك الخبير الرائد في مجال التعلم الآلي والاصطناعي والاستشعار بالضغط، فقد شكلا معًا فريقًا رائعًا، ما ساعد على التعامل مع العينات المتفرقة لاستخراج البيانات المهمة.

قال بارانوك: «إن الشيء الأكثر إثارةً في هذا العمل ليس النتيجة في الوقت الراهن، بل حقيقة أن هذا النهج المتّبع يُعتبر اتجاهًا بحثيًا جديدًا في مجال الذكاء الاصطناعي، كما هو مطبق في مجال فيزياء الأرض».

قال دي هوب: «لقد درست الرياضيات المتعلقة بالتعلم العميق، أما العالم ريتشارد فقد درس معالجة الإشارات التي تقع في الطرف المقابل تمامًا، لكننا نلتقي معًا في المنتصف، ونمتلك الآن فرصةً كبيرةً لردف جامعة رايس والبناء اعتمادًا على خبرتها مركزًا لخبراء الزلازل، فنجمع كل هذه الخبرات ونضعها معًا، إذ توجد حاليًا بيانات كثيرة يستحيل التعامل معها بطرق أخرى».

يساهم دي هوب في زيادة قوة جامعة رايس في مجال الخبرة الزلزالية بواسطة أساسيات الرياضيات والندوات والنقاشات، التي تحدثت عن أحداث مميزة حول استكشاف الفضاء، والتخفيف من أثر المخاطر الطبيعية كالبراكين والزلازل، إضافةً إلى حدث ثالث سيُعلَن عنه يتمثل في دراسة تطبيقات التعلم العميق على الطاقة الشمسية والكواكب العملاقة.

<strong>اقرأ أيضًا:</strong>

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/?p=53396">ذكاءٌ صنعيٌّ جديد قادر على كتابة الأكواد البرمجيّة</a>

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/?p=23733">لماذا زلازل اليابان أكثر وأشد من سواها؟ ما العلاقة بين اليابان والزلازل؟</a>

ترجمة: سلام محمد حسن

تدقيق: راما الهريسي

<a href="https://phys.org/news/2020-08-small-quake-clusters-ai.html">المصدر</a>

سلام حسن

الأعمال

استعادة إشارة أرسلت سابقًا إلى القمر

العثور على أسرع نجم في مجرتنا مسافرًا ب8% من سرعة الضوء

لماذا نواة الأرض حارّة جدًا؟

الذكاء الاصطناعي يتنبأ بالزلازل الصغيرة