بیگ بنگ: اگر می‌توانستید به 41000 سال پیش به آخرین عصر یخبندان بروید، آنگاه قطب نمای شما به جای شمال به جنوب اشاره می‌کرد و آن بدان دلیل است که در طول این سالها قطب‌های مغناطیسی زمین جا‌به‌جا شده‌اند.

به گزارش بیگ بنگ، این مدل جابجایی در طول تاریخ زمین مکررا رخ داده است و گاهی صدها هزار سال باقی مانده است. محققان این اتفاق را از شکل‌گیری مواد معدنی مغناطیسی که اکنون بر روی سطح زمین قابل مطالعه می‌باشند، می‌دانند. ایده‌های زیادی برای توضیح جابه‌جا شدن قطب‌های مغناطیسی وجود دارد. یکی از این ایده‌ها اخیرا محتمل‌تر شده است. پائولا کوئلمیجر دانشجوی دکتری تخصصی در رشته زلزله شناسی دانشگاه آکسفورد گفت: « من و همکارانم متوجه شده‌ایم که نواحی بر روی بالای هسته‌ی زمین می‌توانند با حباب‌هایی از سنگ که به صورت دوره‌ای بالا رفته و سپس به داخل زمین برمی‌گردند، همچون چراغ‌های لاوا عمل کنند. این روند می‌تواند بر روی میدان مغناطیسی آن تاثیر بگذارد و سبب جابه‌جا شدن آن شود. ما از طریق مطالعه‌ی سیگنال‌های حاصل از ویرانگرترین زلزله‌های جهان به این اکتشاف رسیده‌ایم.»

حدود 3000 کیلومتر زیر پاهای ما (270 بار پایین‌تر از عمیق‌ترین قسمت اقیانوس) هسته‌ی زمین شروع می‌شود که کره‌ای مایع غالبا تشکیل شده از آهن و نیکل است. در فاصله‌ی میان هسته و گوشته‌ی سنگی بالای آن، دما به حدود 4000 درجه‌ی سانتی گراد می‌رسد که مشابه با دمای سطح ستارگان با فشاری بیش از m1.3 برابر سطح زمین می‌باشد.

در سمت گوشته‌ی این قسمت سنگ‌های جامد میلیون‌ها سال است که در گردش می‌باشند و سبب حرکت قاره‌ها و تغییر شکل آنها می‌شوند. در سمت هسته، مایع شامل آهن و نیکل و درصد کمی از مواد دیگر به شکلی پر انرژی در حال چرخش می‌باشند و سبب ایجاد و حفظ میدان مغناطیسی زمین می‌شود که زمین را از تابش‌ فضا در امان نگه می‌دارد. در صورت وجود نداشتن این میدان، تابش‌‌های فضایی اتمسفر را از بین می‌برد.

از آنجایی که مرز هسته-گوشته بسیار در زیر زمین  قرار گرفته است اصلی ترین راه برای مطالعه‌ی آن بررسی سیگنال‌های لرزه‌ای تولید شده توسط زمین لرزه‌ها می‌باشد. با استفاده از اطلاعات در مورد شکل و سرعت زمین لرزه‌ها می‌توانیم قسمت‌هایی که برای رسیدن به سطح زمین از آن عبور کرده‌اند را بررسی کنیم. کل زمین پس از یک زمین‌لرزه‌ی بزرگ همچون یک زنگ در حال زنگ خوردن به لرزه در می‌آید و اندازه‌گیری این نوسانات در مکان‌های مختلف می‌تواند در مورد تفاوت ساختار قسمت‌های مختلف کره‌ی زمین اطلاعاتی در اختیار ما قرار دهد.

به این روش پی برده‌ایم که دو ناحیه‌ی بزرگ در بالای هسته قرار دارد. در این قسمت‌ها امواج زمین‌لرزه کندتر از نواحی اطراف آن حرکت می‌کنند. هر کدام  از این نواحی به اندازه‌ای بزرگ است که اگر بر روی سطح زمین قرار داشت  100 برابر بلندتر از کوه اورست میبود. این نواحی که به نام علمی large-low-velocity-provines یا “حباب‌ها” شناخته می‌شوند، تاثیر عمیقی بر روی دینامیک گوشته دارند. آنها همچنین بر روی نحوه‌ی سرد شدن هسته که باعث تغییر جریان در هسته‌ی خارجی می‌شوند، تاثیر می‌گذارد.

چندین زلزله‌ی ویرانگر در دهه‌‌های اخیر ما را قادر ساخته است تا نوع خاصی از نوسانات لرزه‌ای که از مرز هسته-گوشته می‌گذرند و با نام حالت استانلی شناخته می‌شوند را اندازه‌گیری کنیم. آخرین تحقیقات ما بر روی این حالت‌ها نشان می‌دهد که دو حباب بالای هسته نسبت به مواد اطراف آن چگالی کمتری دارند. این نشان می‌دهد که مواد به سمت سطح بالا می‌روند که با سایر مشاهدات ژئوفیزیکی سازگار است.

توضیح جدید

این نواحی ممکن است به دلیل گرم‌تر بودن، چگالی کمتری داشته باشند. اما احتمال دیگری که وجود دارد این است که ترکیبات شیمیایی این قسمت‌ها از گوشته باعث می‌شود همچون حباب‌هایی در چراغ لاوا رفتار کنند. این بدان معناست که گرم می‌شوند و به طور دوره‌ای به سمت سطح بالا می‌آیند سپس سرد شده و دوباره به سمت هسته پایین می‌روند.

چنین رفتاری شیوه‌ی استخراج گرما از سطح هسته در طول میلیون‌ها سال را تغییر می‌دهد. و همچنین این می‌تواند دلیل عوض شدن میدان مغناطیسی زمین را توضیح دهد. این واقعیت که میدان بارها در طول تاریخ زمین عوض شده است پیشنهاد می‌دهد که ساختار داخلی که ما امروزه می‌شناسیم ممکن است تغییر کرده باشد. ما می‌دانیم که هسته با کوه‌ها و دره‌هایی مشابه با سطح زمین پوشیده شده است. با استفاده از دادهایی بیشتر از نوسانات زمین برای مطالعه‌ی این توپوگرافی، قادر خواهیم بود نقشه‌های با جزئیات بیشتری از هسته تولید کنیم که فهم بسیار بهتری از آنچه در زیر پاهای ما در اعماق زمین رخ می‌دهد داشته باشیم.

ترجمه: معصومه رحیمی/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: theconversation.com