كشفت الزلازل الكبيرة أسرار اللب الداخلي للأرض

كشفت أصداء الزلازل أثناء ارتدادها ذهابًا وإيابًا عبر مركز الأرض عن تفاصيل جديدة حول بنية اللب الداخلي للكوكب ، وفقًا لدراسة نُشرت في اتصالات الطبيعة .هذا الاسبوع¹.

منذ عدة عقود ، تتزايد الأدلة التي تشير إلى أن اللب الداخلي الصلب للكوكب يتكون من طبقات متميزة²و³ لكن ممتلكاتهم ظلت غامضة.

لفهم بنية النواة الداخلية بشكل أفضل ، استخدم الباحثون مقاييس زلازل متعددة لفحص كيفية تشوه الموجات الزلزالية أثناء مرورها عبر الكرة الصلبة من النيكل الحديدي في قلب الأرض. “تتذبذب الأرض مثل الجرس بعد زلزال كبير ، وليس فقط لساعات ، ولكن لأيام” ، كما يقول المؤلف المشارك هرفوجي تكاليتش ، عالم الجيوفيزياء في الجامعة الوطنية الأسترالية في كانبيرا ، أستراليا.

لاكتشاف هذه التذبذبات ، سجل الباحثون أشكال الموجة بالقرب من الموقع الأصلي للزلزال وعند المضاد – الموضع المعاكس المباشر على سطح الأرض. مكنهم ذلك من إلقاء نظرة على الرحلات المتعددة عبر مركز الأرض. يقول المؤلف المشارك ثانه سون فام ، زميل ما بعد الدكتوراه في الجامعة الوطنية الأسترالية: “إنها مثل كرة بينج بونج تتأرجح ذهابًا وإيابًا”. يستغرق كل صدى حوالي عشرين دقيقة للعبور من جانب واحد من الكوكب إلى الجانب الآخر ، وسجلت أجهزة قياس الزلازل ما يصل إلى خمس ارتدادات من حدث واحد.

القياسات المكدسة

وصل كل من الزلازل الأصلية إلى قوة أكبر من ستة ، لكن الموجات أصبحت أضعف تدريجياً أثناء مرورها عبر نواة الأرض. استخدم الباحثون تقنية تسمى “التكديس” ، حيث قاموا بدمج أشكال الموجة من حدث واحد لبناء صورة أكثر تفصيلاً للتشويه من المركز الأعمق.

ووجدوا أن الموجات تنتقل عبر اللب الداخلي الداخلي – الذي يقدرون بسمك حوالي 650 كيلومترًا – بشكل مختلف عن الجزء الخارجي. تباطأت الموجات التي تمر عبر الجزء الأعمق من القلب في اتجاه واحد ، بينما تباطأت الموجات التي تمر عبر الطبقة الخارجية في اتجاه آخر. يقول Tkalčić: “هذا يعني ببساطة أن بلورات الحديد – الحديد ، السائد في اللب الداخلي – ربما يتم تنظيمها بطريقة مختلفة عن الغلاف الخارجي لللب الداخلي”.

يقول عالم الجيوفيزياء فيرنون كورمير بجامعة كونيتيكت في ستورز إن الدراسة مهمة لأنها تقدم قياسًا للقسم الأعمق من الأرض كان من الصعب جدًا تحقيقه. يقول كورمير: “يتطلب الأمر العثور على الموجات الزلزالية المسجلة على مسافة طويلة جدًا والتي تكون ضعيفة إلى حد ما في السعة ، ثم تحسين السعة حتى تتمكن من قياس سرعة الموجة في عمق باطن الأرض”.

على الرغم من أن هذه التقنية تُستخدم بشكل روتيني لاستكشاف المعادن ، إلا أنها لا تُستخدم بشكل شائع في الجيوفيزياء.

سيساعد الاكتشاف الأخير في فهم كيفية تشكل اللب الداخلي الصلب للأرض – وهي عملية يُعتقد أنها بدأت في مكان ما بين 600 مليون و 1.5 مليار سنة – وما الدور الذي قد يكون له في تشكيل المجال المغناطيسي.