دراسة: اللب الداخلي للأرض عبارة عن كرة صلبة من الحديد والنيكل

كوكب الأرض (أرشيفية - أ.ف.ب)
كوكب الأرض (أرشيفية - أ.ف.ب)
TT

دراسة: اللب الداخلي للأرض عبارة عن كرة صلبة من الحديد والنيكل

كوكب الأرض (أرشيفية - أ.ف.ب)
كوكب الأرض (أرشيفية - أ.ف.ب)

في روايته الكلاسيكية «جيرني تو ذا سنتر أوف ذي إيرث (رحلة إلى مركز الأرض)» الصادرة عام 1864، يحكي جول فيرن قصة مغامرين دخلوا باطن الأرض عبر بركان في أيسلندا ليكتشفوا عالماً شاسعاً تسكنه مخلوقات من قبل التاريخ ويستكشفوا البنية الداخلية للكوكب. لكن مركز الأرض الحقيقي لا يمتّ بصلة إلى هذا التصور الخيالي، بل إنه أكثر إثارة نوعاً ما.
فوفقاً لوكالة «رويترز» للأنباء، أكدت دراسة مكثفة عن أعماق كوكب الأرض، استناداً إلى حركة الموجات الزلزالية الناشئة عن الزلازل الضخمة، وجود بنية مميزة واضحة المعالم داخل اللب الداخلي لكوكب الأرض. وهذه البنية المكتشَفة عبارة عن كرة صلبة مستعرة من الحديد والنيكل قطرها 1350 كيلومتراً.
ويبلغ قُطر الأرض حوالي 12750 كيلومتراً. وتتألف البنية الداخلية من 4 طبقات عبارة عن قشرة صخرية من الخارج، ثم غطاء صخري «وشاح»، بعده لب خارجي من الحمم، ثم اللب الداخلي الصلب. واكتُشف هذا اللب الداخلي المعدِني، البالغ قطره 2440 كيلومتراً تقريباً، في ثلاثينيات القرن الماضي بالاستناد أيضاً إلى الموجات الزلزالية التي تنتقل خلال الأرض.
وافترض علماء في 2002 أن هناك قسماً عميقاً منفصلاً عن البقية مختبئاً داخل هذا اللب الداخلي. وتسنَّى تأكيد هذا الافتراض بعد تقدم وسائل مراقبة الزلازل.
وتطلق الزلازل موجات تنتقل عبر الكوكب ويمكنها كشف ملامح بنيته الداخلية استناداً إلى الشكل المتغير لهذه الموجات.
وحتى الآن، استطاع علماء تحديد أن هذه الموجات يمكنها أن ترتدّ لما يصل إلى مرتين، بدءاً من أحد أطراف الأرض إلى الطرف الآخر ثم العودة.
وركّزت الدراسة الجديدة على موجات 200 زلزال تزيد قوتها على 6 درجات وهي ترتدّ مثل كرات البينغ بونغ لما يصل إلى 5 مرات عبر الكوكب.
وقال تان- سون فام، من الجامعة الوطنية الأسترالية في كانبرا، وهو رئيس فريق الدراسة المنشورة بمجلة «نيتشر كوميونيكيشنز» العلمية: «ربما نعرف المزيد عن سطح الأجرام السماوية البعيدة الأخرى أكثر مما نعرف عن البنية الداخلية العميقة لكوكبنا». وأضاف فام: «حلّلنا سجلات رقمية للحركات الأرضية، المعروفة باسم مخططات الزلازل، بعد زلازل ضخمة في العقد الأخير. وأمكن القيام بدراستنا بفضل التوسع غير المسبوق لشبكات رصد الزلازل في العالم، وتحديداً الشبكات الكثيفة في الولايات المتحدة وشبه جزيرة ألاسكا وفي جبال الألب الأوروبية».
والقشرة الخارجية والجسم الكروي المكتشَف حديثاً، الموجودان في اللب الداخلي، ساخنان بما يكفي لينصهرا معاً، لكنهما عبارة عن خليط من الحديد والنيكل، وسبب ذلك أن الضغط الهائل الواقع على مركز الأرض يجعل اللب في حالة صلبة.
وقال هرفويه تكالتشيتش، عالِم الجيوفيزياء بالجامعة الوطنية الأسترالية والمشارِك في الدراسة: «أودّ التفكير في اللب الداخلي على أنه كوكب داخل الكوكب. بالطبع إنه كرة صلبة، في حجم كوكب بلوتو تقريباً وأصغر بقليل من القمر».
وأضاف تكالتشيتش: «إنْ تمكّنّا بطريقةٍ ما من تفكيك الأرض من خلال نزع وشاحها واللب الخارجي السائل، فسيبدو اللب الداخلي لامعاً مثل النجم. وتُقدَّر حرارته بنحو 5500 درجة مئوية إلى 6 آلاف درجة مئوية، وهي حرارة مماثلة لدرجة حرارة سطح الشمس».
ولفت الفريق إلى أن وجود نواة أعمق متميزة للأرض يمكن أن يمنحهم فهماً أفضل للمجال المغناطيسي للأرض وكيف تطور.


مقالات ذات صلة

علماء ينتجون «نموذج جنين بشري» في المختبر

علوم النموذج تم تطويره باستخدام الخلايا الجذعية (أرشيف - رويترز)

علماء ينتجون «نموذج جنين بشري» في المختبر

أنتجت مجموعة من العلماء هيكلاً يشبه إلى حد كبير الجنين البشري، وذلك في المختبر، دون استخدام حيوانات منوية أو بويضات.

«الشرق الأوسط» (لندن)
علوم الهياكل الشبيهة بالأجنة البشرية تم إنشاؤها في المختبر باستخدام الخلايا الجذعية (أرشيف - رويترز)

علماء يطورون «نماذج أجنة بشرية» في المختبر

قال فريق من الباحثين في الولايات المتحدة والمملكة المتحدة إنهم ابتكروا أول هياكل صناعية في العالم شبيهة بالأجنة البشرية باستخدام الخلايا الجذعية.

«الشرق الأوسط» (لندن)
علوم علماء يتمكنون من جمع حمض نووي بشري من الهواء والرمال والمياه

علماء يتمكنون من جمع حمض نووي بشري من الهواء والرمال والمياه

تمكنت مجموعة من العلماء من جمع وتحليل الحمض النووي البشري من الهواء في غرفة مزدحمة ومن آثار الأقدام على رمال الشواطئ ومياه المحيطات والأنهار.

«الشرق الأوسط» (نيويورك)
علوم صورة لنموذج يمثل إنسان «نياندرتال» معروضاً في «المتحف الوطني لعصور ما قبل التاريخ» بفرنسا (أ.ف.ب)

دراسة: شكل أنف البشر حالياً تأثر بجينات إنسان «نياندرتال»

أظهرت دراسة جديدة أن شكل أنف الإنسان الحديث قد يكون تأثر جزئياً بالجينات الموروثة من إنسان «نياندرتال».

«الشرق الأوسط» (لندن)
علوم دراسة تطرح نظرية جديدة بشأن كيفية نشأة القارات

دراسة تطرح نظرية جديدة بشأن كيفية نشأة القارات

توصلت دراسة جديدة إلى نظرية جديدة بشأن كيفية نشأة القارات على كوكب الأرض مشيرة إلى أن نظرية «تبلور العقيق المعدني» الشهيرة تعتبر تفسيراً بعيد الاحتمال للغاية.

«الشرق الأوسط» (لندن)

نباتات اصطناعية تُنقّي الهواء وتُولّد الكهرباء

نموذج تطبيقي للتكنولوجيا الجديدة (جامعة بينغهامبتون)
نموذج تطبيقي للتكنولوجيا الجديدة (جامعة بينغهامبتون)
TT

نباتات اصطناعية تُنقّي الهواء وتُولّد الكهرباء

نموذج تطبيقي للتكنولوجيا الجديدة (جامعة بينغهامبتون)
نموذج تطبيقي للتكنولوجيا الجديدة (جامعة بينغهامبتون)

طوَّر فريق بحثي من جامعة «بينغهامبتون» الأميركية، نباتات اصطناعية قادرة على أن تتغذّى على ثاني أكسيد الكربون، وتُطلق الأكسجين وتُولّد قدراً محدوداً من الطاقة الكهربائية؛ يأمل الباحثون أن تزيد معدلاته في المستقبل.

وأعاد أستاذ جامعة «بينغهامبتون» سوكهيون تشوي، وطالبة الدكتوراه مريم رضائي، استخدام بحوثهما حول البطاريات الحيوية التي تستمدّ طاقتها من كائنات حيّة مثل البكتيريا، في تطبيق فكرة جديدة للنباتات الاصطناعية التي يمكنها التغذّي على ثاني أكسيد الكربون، وإطلاق الأكسجين وتوليد القليل من الطاقة، وفق نتائج دراستهما المنشورة في مجلة «أدفانسد سيستنابل سيستمز» المعنيّة بنشر بحوث نُظم الاستدامة المتقدمة.

وقال تشوي، وهو عضو هيئة التدريس في كلية «توماس جيه واتسون للهندسة والعلوم التطبيقية» في جامعة بينغهامبتون: «بعدما مررنا بفترة انتشار وباء (كوفيد-19)، نعلم بشكل خاص أهمية جودة الهواء الداخلي في أي منشأة».

وأضاف في بيان نُشر، الجمعة، على موقع الجامعة: «يمكن لعدد من الأشياء التي نستخدمها في حياتنا أن تولّد مواد سامّة جداً، مثل مواد البناء والسجاد. نتنفّس ونستنشق هذه السموم بشكل مباشر، كما يؤدّي إطلاقها إلى تراكم مستويات ثاني أكسيد الكربون في الجوّ. وثمة مخاطر تأتي من عمليات الطهي، في حين يتسلّل بعضها إلينا من الخارج».

باستخدام 5 خلايا شمسية بيولوجية تتضمّن بكتيريا التمثيل الضوئي الخاصة بها، ابتكر تشوي ومريم رضائي ورقة اصطناعية «كانت في البداية لمجرّد المتعة وقضاء الوقت في ابتكار شيء مفيد»، ثم أدركا أنّ هذا المفهوم الجديد يمكن أن تكون له آثار وتطبيقات أوسع.

لقد بنيا أول تطبيق تكنولوجي لهما بـ5 أوراق، ثم اختبرا معدلات التقاطه لغاز ثاني أكسيد الكربون الضار من الأجواء المحيطة وقدرته على توليد الأكسجين المفيد في المقابل.

ورغم أنّ عملية توليد الطاقة من هذه التكنولوجيا الجديدة يُقدَّر بنحو 140 ميكروواط فقط، مما يعدّ مجرّد فائدة ثانوية، فإن تشوي يأمل في تحسين هذه التكنولوجيا لتحقيق إنتاج يزيد، في حده الأدنى، على 1 ملي واط. ويريد أيضاً دمج نظام لتخزين الطاقة، مثل بطاريات الليثيوم أيون أو المكثفات الفائقة إلى هذه التكنولوجيا.

وهو ما يعلّق عليه بالقول: «أريد التمكُّن من استخدام هذه الكهرباء المتولّدة لشحن الهاتف المحمول أو استخدامها في عمليات أخرى».

ويضيف: «مع بعض الضبط الدقيق، يمكن أن تكون هذه النباتات الاصطناعية جزءاً من كل منزل. ومن السهل رؤية فوائد هذه الفكرة».

وأشارت الدراسة إلى أنّ الأميركيين يقضون في المتوسط نحو 90 في المائة من وقتهم داخل البيوت وأماكن العمل، وأن الهواء الذي نتنفّسه في العمل أو داخل المدرسة أو المنزل يؤثر في صحتنا، ومعظم أنظمة تنقية الهواء باهظة الثمن ومرهقة وتتطلّب التنظيف المتكرّر.