هسته درونی زمین احتمالا درحال تغییر جهت چرخش خود است

هسته‌ی درونی زمین را مانند بالرینی سنگین وزن و فلزی تصور کنید. این بالرین آهنی می‌تواند با سرعتی متغیر دور خود بچرخد.

به گزارش نیویورک تایمز این هسته ممکن است در یکی از نقاط عطف خود قرار داشته باشد. لرزه‌شناسان در مقاله‌ای که اوایل ماه جاری در نشریه Nature Geoscience منتشر شد، گزارش کرده‌اند که هسته درونی زمین هر چند دهه یکبار، پس از توقفی کوتاه، جهت چرخش خود را (نسبت به جهت چرخش سطح زمین) تغییر می‌دهد و احتمالا اکنون در حال تجربه یکی از این تغییر‌ها هستیم.

این گزارش ممکن است یادآور فیلم‌های آخرالزمانی هالیوودی باشد؛ ولی جای نگرانی نیست. هیچ پیامد فاجعه‌باری در نتیجه این دوره‌ی چرخش هسته‌ی سیاره، که احتمالا برای مدت‌ها در جریان بوده، رخ نخواهد داد. هدف پژوهشگرانی که این مدل را ارائه داده‌اند، درک ژرف‌تر از درونی‌ترین محدوده‌ی زمین و ارتباط آن با سایر بخش‌های سیاره است.

به گفته ژیائودونگ سانگ، لرزه‌شناس دانشگاه پِکینگ در پکن و یکی از نویسندگان این پژوهش، «هسته‌ی درونی مانند سیاره‌ای در دل سیاره‌ای دیگر است، بنابراین چگونگی حرکات آن بسیار مهم است».

اینگه لیمان، لرزه‌شناس دانمارکی در سال ۱۹۳۶ کشف کرد که هسته‌ی مایعِ بیرونیِ زمین، مروارید فلزی جامدی را پوشانده است. از آن پس، این موضوع همواره ذهن دانشمندان را به خود مشغول کرد.

جان ویداله، لرزه‌شناس از دانشگاه کالیفرنیای جنوبی که در این پژوهش شرکت نداشته می‌گوید: «این خیلی عجیب است که توپ آهنی جامدی در مرکز زمین شناور است». دانشمندان فکر می‌کنند این هسته در گذشته‌ای نه‌چندان‌دور، زمانی که جهنم درونی سیاره به اندازه کافی سرد شده، از سوپ فلزی اولیه‌ای شروع به تبلور کرده است.

هسته‌ی درونی زمین، مستقیما قابل نمونه‌برداری نیست، ولی امواج لرزه‌ای پرانرژی که توسط زمین لرزه‌های بزرگ و آزمایش سلاح‌های هسته‌ای دوران جنگ سرد ایجاد شده‌اند، با گذر از میان هسته‌ی درونی، بعضی از ویژگی‌های آن را آشکار کرده‌اند. دانشمندان قطر این کُره که عمدتا از آهن و نیکل تشکیل شده را ۲۴۴۰ کیلومتر و دمای آن را مشابه دمای سطح خورشید (حدود ۶ هزار درجه کلوین) تخمین می‌زنند.

ولی این امواج سوال جدیدی نیز ایجاد کردند. اگر هسته ثابت بود، گذر امواجی با منشاء مشابه، در طول زمان باید نتایج مشابهی ایجاد می‌کرد، ولی اینطور نیست.

یکی از توضیحات ارائه‌شده این است که هسته درونی می‌چرخد و امواج را منحرف می‌کند. در میانه‌ی دهه ۱۹۹۰، دکتر سانگ از اولین دانشمندانی بود پیشنهاد کرد هسته‌ی درونی ممکن است با سرعت متفاوتی نسبت به سطح زمین بچرخد. از آن پس، لرزه‌شناسان شواهدی پیدا کرده اند که این چرخش می‌تواند سریع‌تر یا کندتر شود.

ولی علت این تغییر سرعت چیست؟ یکی از فرضیات این است که دو نیروی عظیم در نبرد برای کنترل قلب جهان هستند. میدان مغناطیسی زمین که حاصل گردش جریان‌های آهن در هسته‌ی مایع بیرونی است، هسته‌ی درونی را می‌کشد و باعث چرخش آن می‌شود. این نیرو با میدان گرانشی قدرتمندی که گوشته‌ی زمین بر هسته درونی وارد می‌کند و باعث کاهش سرعت آن می‌شود، مقابله می‌کند.

با مطالعه امواج لرزه‌ای ثبت شده از دهه ۱۹۶۰ تا کنون، دکتر سانگ و یی یانگ، لرزه‌شناس دیگری از دانشگاه پکینگ و یکی از نویسندگان این پژوهش، پی بردند که این کشمکش به حرکات رفت و برگشتی هسته درونی در دوره‌های ۷۰ ساله منجر می‌شود.

در دهه ۱۹۷۰، هسته‌ی درونی زمین نسبت به شخصی که روی سطح زمین ایستاده بود، چرخشی نداشت. پس از آن، هسته درونی به تدریج شروع به چرخش سریع‌تر در جهت شرق کرد. سپس این سرعت به تدریج کاهش یافت تا چرخش هسته‌ی درونی در زمانی بین سال‌های ۲۰۰۹ تا ۲۰۱۱ (نسبت به سطح زمین) متوقف شد.

اکنون هسته درونی به تدریج در حال چرخش به سمت غرب است و به نظر می‌رسد ابتدا با شتابی فزاینده و سپس کاهنده به این روند ادامه دهد تا در نهایت در دهه ۲۰۴۰ دوباره به وضعیت ایستایی رسیده و یک دوره چرخش شرقی-غربی را تکمیل کند.

این آهنگ ۷۰ ساله در صورت وجود می‌تواند تاثیر محسوسی بر بخش‌های داخلی زمین داشته باشد. هر چند در سطح زمین ممکن است فقط قادر به نزدیک کردن جریان‌های ضعیف مواد به سطح باشد؛ (احتمالا با تغییر میدان مغناطیسی یا با تغییر اندک طول روز که افزایش و کاهش چند میلی‌ثانیه‌ای آن در دوره‌های ۶ ساله، از پیش شناخته شده‌اند).

این فقط یکی از مدل‌هایی است که برای توضیح سفر غیر‌قابل پیش‌بینی امواجی که به هسته می‌رسند، رقابت می‌کند. ممکن است درونی‌ترین لایه زمین، حرکت نوسانی داشته باشد. یا اینکه هسته‌ی آهنی زمین ممکن است سطحی دگرگون‌شده داشته باشد که امواج لرزه‌ای گذری را منحرف می‌کند.

دکتر ویداله می‌گوید: «مهم نیست کدام مدل را ترجیح می‌دهید، داده‌هایی وجود دارند که خلاف آن را نشان می‌دهند». دسترسی‌ناپذیر بودن هسته زمین، ممکن است برای همیشه مانع از آشکار شدن واقعیت درباره این قلمرو‌ی ژرف شود. دکتر ویداله می‌گوید: «کاملا محتمل است که هیچ‌وقت نتوانیم آن را بشناسیم. ولی من فرد خوش‌بینی هستم؛ بالاخره روزی قطعات این پازل در جای خود قرار می‌گیرند».