حرارة نواة الأرض أعلى ألف درجة من المعتقد

Lava flows from Colima volcano during an eruption, as seen from Colima, Mexico, September 30, 2016. Picture taken September 30, 2016. REUTERS/Crispin Hernandez FOR EDITORIAL USE ONLY. NO RESALES. NO ARCHIVES.
وفقا لتقديرات العلماء الأخيرة فإن حرارة نواة الأرض الصلبة تبلغ ستة آلاف درجة مئوية(رويترز)

توصل علماء إلى أن الحرارة قرب نواة الأرض الصلبة تبلغ ستة آلاف درجة مئوية، أي أسخن ألف درجة مما أظهرته الاختبارات التي أجريت قبل عشرين عاما.

وتؤكد هذه القياسات الجيوفيزيائية أن اختلاف الحرارة بين النواة الصلبة والوشاح الداخلي فوقها يجب أن تكون على الأقل 1500 درجة لتفسير سبب وجود حقل مغناطيسي للأرض.

وقاد فريق البحث أغنيس دويلي من منظمة أبحاث التقنية الوطنية الفرنسية (سي إي أي) إلى جانب أعضاء من المركز الوطني الفرنسي للبحث العلمي (سي إن آر إس) ومرفق السنكروترون الأوروبي للإشعاع (إي إس آر إف) في فرنسا.

وتتألف نواة الأرض بشكل رئيسي من كرة من الحديد السائل عند درجة حرارة تزيد على أربعة آلاف درجة مئوية، وضغط يعادل أكثر من 1.3 مليون غلاف جوي، وتحت هذه الظروف يكون الحديد بمثل سيولة ماء المحيطات، لكن في قلب نواة الأرض حيث يكون الضغط ودرجة الحرارة أعلى بكثير فإن الحديد السائل يتصلب، وتحليل الموجات الزلزالية التي تمر عبر الأرض توفر معلومات عن سماكة النواتين الصلبة والسائلة، وعن كيفية ازدياد الضغط مع العمق كذلك.

لكن هذه الموجات لا توفر معلومات عن الحرارة، التي تلعب دورا مهما في حركة المادة داخل النواة السائلة والوشاح الداخلي فوقها.

واختلاف الحرارة بين الوشاح الداخلي والنواة يعدّ المحرك الرئيسي لحركات الحرارة واسعة النطاق، التي تعمل معا إلى جانب دوران الأرض كالدينامو الذي يولد المجال المغناطيسي للأرض.

وللحصول على تصور أدق عن حرارة نواة الأرض، بحث العلماء في نقطة ذوبان الحديد عند درجات ضغط مختلفة في المختبر باستخدام خلية ألماس مخروطية لضغط بقعة من عينة الحديد إلى ما يعادل عدة ملايين من الضغط الجوي وباستخدام أشعة ليزر قوية لتسخينها إلى أربعة آلاف أو حتى خمسة آلاف درجة مئوية.

ويوضح دويلي أن التحدي الذي واجههم هو ضرورة عزل العينات حراريا وعدم السماح لها بالتفاعل الكيميائي مع بيئتها، كما أنه حتى لو وصلت حرارة العينة إلى درجات الحرارة والضغط المماثلة لمركز الأرض فإن ذلك يستمر لثوان محدودة وفي مثل هذا الوقت القصير يصعب جدا تحديد إذا بدأت الذوبان أو أنها ما تزال صلبة.

ويضيف دويلي أن من هنا يأتي دور أشعة إكس، حيث طوروا تقنية جديدة تستخدم شعاعا كثيفا من أشعة إكس السينكروترونية الذي يخترق العينة ويستخلص ما إذا كانت صلبة أو سائلة أو منصهرة جزئيا خلال ثانية واحدة فقط.

وبحسب العالم محمد مزوار من "إي إس آر إف" فإن هذه الثانية تكفي للحفاظ على ثبات الحرارة والضغط، وفي الوقت ذاته تجنب التفاعلات الكيميائية.

وباستخدام هذه التقنية توصل العلماء إلى أن نقطة ذوبان الحديد تبلغ 4800 درجة مئوية عند 2.2 مليون ضغط جوي، ثم استخدموا طريقة الاستقراء لتحديد أنه عند 3.3 ملايين ضغط جوي، وهو الضغط عند الحدود بين النواتين الصلبة والسائلة، فإن الحرارة ستصبح ستة آلاف درجة مئوية بزيادة أو نقصان خمسمئة درجة.

ملاحظة:
الشعاع السينكروتروني هو إشعاع كهرومغناطيسي ينشأ عند تعجيل أو تسريع الجسيمات المشحونة إلى سرعات قريبة من سرعة الضوء وتكون تحت تأثير مجال مغناطيسي شديد.

المصدر : مواقع إلكترونية

حول هذه القصة

Small graben, or narrow linear troughs, have been found associated with small fault scarps (lower white arrows) on Mercury, and on Earth’s moon. The small troughs, only tens of meters wide (inset box and upper white arrows), likely resulted from the bending of the crust as it was uplifted, and must be very young to survive continuous meteoroid bombardment.

قالت ناسا إن الأرض لم تعد الكوكب الوحيد في النظام الشمسي الذي يشهد نشاطا تكتونيا بعد رصد نشاط مشابه على كوكب عطارد، لكن ذلك لا يجعله مؤهلا لاحتضان حياة.

Published On 27/9/2016
كوكب شبيه بالأرض يدور حول نجم قريب من الشمس

أعلن علماء الفلك عن اكتشاف كوكب شبيه بالأرض يدور حول النجم الأقرب إلى الشمس، ويعتقدون أنه يقع ضمن ما يسمى بالمنطقة القابلة للحياة، وأن الماء السائل قد يوجد على سطحه.

Published On 25/8/2016
المزيد من تكنولوجيا
الأكثر قراءة