دانستنی “هسته داخلی زمین” چه زمانی شکل گرفت؟

[seon-ho]

دانشمندان بتازگی توانستند با تجزیه و تحلیل کریستال‌های سنگی باستانی و سوابق مغناطیسی که درون آنها نهفته بوده‌، تاریخچه‌ی هسته داخلی زمین را طی صدها میلیون سال ردیابی کنند.

به گزارش بیگ بنگ، بر اساس تحقیقات جدید، شکل‌گیری حیات در زمین زمانی امکان‌پذیر شد که هسته داخلی سیارۀ ما، باعث ایجاد میدان مغناطیسی یکپارچه شد، این میدان موجب حفظ اتمسفر و در نتیجه پشتیبانی از حیات شد. به گفته دانشمندان حدود ۵۶۵ میلیون سال پیش، قدرت میدان مغناطیسی زمین به ۱۰ درصد از قدرت امروزی آن کاهش یافت، اما ۵۵۰ میلیون سال قبل هسته داخلی بطور ناگهانی جان دوباره‌ای گرفت.

هسته زمین یک حباب داغ متراکم از آهن و نیکل است که در واقع از دو لایه تشکیل شده – هسته داخلی جامد که درون یک هسته بیرونی مذاب قرار دارد. سپس گوشته‌ی سنگی (ضخیم‌ترین لایه) و پوسته‌ای که همه‌ی ما روی آن زندگی می‌کنیم، قرار دارند. ما در مورد ۲۹۰۰ کیلومتر در زیر سطح زمین صحبت می‌کنیم.

بر اساس یافته‌های محققان، به نظر می‌رسد که هسته داخلی زمین حدود ۵۵۰ میلیون سال پیش در یک تودۀ بسیار بزرگ متبلور شد. این تبلور ناگهانی، گرمای کافی را برای بازگرداندن میدان مغناطیسی – که حدود ۱۵ میلیون سال قبل‌تر تخلیه شده بود – فراهم کرد و صحنه را برای آغاز حیات آماده ساخت. “میدان مغناطیسی زمین” از ما در برابر بادهای مضر خورشیدی محافظت می‌کند و توسط آهن مایعِ چرخان در هسته بیرونی کنترل می‌شود. با این حال، همانطور که این مطالعه‌ی جدید نشان می‌دهد، آلیاژ جامد آهن-نیکل در مرکز نیز به عنوان منبع انرژی نقش اساسی را ایفا می‌کند.

“جان تاردونو” از دانشگاه روچستر در نیویورک می‌گوید: «هسته داخلی بسیار مهم است. درست قبل از رشد هسته داخلی، میدان مغناطیسی در نقطه‌ی فروپاشی بود، اما به محض رشد هسته داخلی، این میدان بازسازی شد. این تحقیق نشان می‌دهد که واقعاً به چیزی مثل یک هسته داخلیِ در حال رشد که یک میدان مغناطیسی را در طول حیات یک سیاره – میلیاردها سال – حفظ می‌کند نیاز است.»

مسافت زیاد و دمای داغ، اندازه‌گیری هسته زمین را تقریباً غیرممکن می‌کند، بنابراین دانشمندان به کریستال‌های موجود در برخی سنگ‌ها مثل “کریستال‌های فلدسپات در آنورتوزیت” تکیه می‌کنند. این کریستال‌ها به خوبی مغناطیس را در خود ضبط می‌کنند. این تیم با مقایسه‌ی سنگ‌های متعلق به ۵۶۵ میلیون تا ۵۳۲ میلیون سال پیش، توانست تغییر قدرت مغناطیسی را مشاهده کند که بازگشت چشمگیری برای میدان مغناطیسی زمین محسوب می‌شود. این تغییر ده‌ها میلیون سال طول کشید، اما از نظر بازه‌های زمانی زمین‌شناسی نسبتاً سریع است.

مدل‌های حرارتی مبتنی بر این تحقیق، نشان می‌دهند که ساختار هستۀ داخلی زمین، حدود ۴۵۰ میلیون سال پیش تغییر کرد و مرزی را بین داخلی‌ترین و بیرونی‌ترین هسته داخلی ایجاد نمود. تغییرات در گوشته نیز با این زمان‌بندی مطابقت دارد.

“تاردونو” می گوید: «از آنجا که ما سن هسته داخلی را با دقت بیشتری تخمین زدیم، می‌توانیم این واقعیت را بررسی کنیم که هستۀ داخلی امروزی در واقع از دو بخش تشکیل شده است. حرکات تکتونیکی صفحه بر روی سطح زمین به طور غیرمستقیم بر هسته داخلی تأثیر می‌گذارد و تاریخچه این حرکات در ساختار هسته داخلی در اعماق زمین شکل می‌گیرد.»

کسب اطلاعات بیشتر در مورد چگونگی تکامل هستۀ درونی زمین و رسیدن به وضعیت کنونی، می‌تواند اطلاعاتی در مورد چگونگی تغییر دوبارۀ آن در آینده به ما بدهد. همچنین از این اطلاعات می‌توانیم برای مقایسه‌ در هنگام مطالعه‌ی سایر سیارات استفاده کنیم. ما فقط باید به سیارۀ مریخ نگاهی بیندازیم، چون هسته داخلی آن رشد نکرده و باعث شده فاقد میدان مغناطیسی یکپارچه باشد.

مریخ بدون میدان مغناطیسی جهانی که نوعی محافظ محسوب می‌شود، در طی میلیاردها سال جو خود را از دست داد. در عین حال، از آب و اکسیژن مورد نیاز برای پشتیبانی از حیات محروم شد. “تاردونو” می‌گوید: «مطمئناً اگر میدان مغناطیسی زمین بازسازی نمی‌شد، زمین آب بیشتری را از دست می‌داد و این سیاره بسیار خشک‌تر و متفاوت از سیارۀ امروزی می‌شد.» جزئیات بیشتر این پژوهش در مجله‌ی Nature Communications منتشر شده است.

اگر زمین میدان مغناطیسی خود را از دست بدهد، در پی آن اتمسفر نیز از دست خواهد رفت و در مدت کمی زمین درست مانند مریخ خواهد شد! در این صورت شما بدون لباس محافظِ فشار و ماسک اکسیژن زنده نخواهید ماند. آتشفشان‌ها دیگر فوران نمی‌کنند، رانش قاره‌ها متوقف شده و زمین لرزه‌ها بطور کامل ناپدید می‌شوند. با این تغیرات کسی نمی‌تواند مدت زیادی در زمین دوام بیاورد.