كوكبنا الأرض لم يكن دائمًا كما هو الآن. خلال مليارات السنين منذ تشكل الأرض ، كانت هناك فترات من العصور الجليدية ، وانقراضات ، وتغيرات ، وانعكاسات ، ودورات ، وما إلى ذلك. لم يتم إصلاحه أبدًا ومستقر جدًا.
من بين الأمور التي تغيرت، ولم تكن دائمًا على هذا النحو، القطب المغناطيسي للأرض. قبل حوالي 41.000 ألف عام، انعكست قطبية الأرض؛ أي أن القطب الشمالي أصبح القطب الجنوبي والعكس صحيح. هل ترغب بمعرفة سبب حدوث ذلك وكيف اكتشفه العلماء؟
الانعكاس في القطب المغناطيسي للأرض
على مرّ تاريخ الأرض، تغيّرت الأقطاب المغناطيسية مرارًا وتكرارًا، أحيانًا لمئات آلاف السنين. لفهم ذلك، يعتمد العلماء على اختبارات المعادن التي تستجيب للمؤثرات المغناطيسية . بعبارة أخرى، من خلال تحليل اصطفاف المعادن المغناطيسية، يستطيع العلماء تحديد اتجاه الأقطاب المغناطيسية للأرض قبل ملايين السنين، كما يُلاحظ في دراسة الصخور المغناطيسية.
لم يعد من المهم فقط إثبات أن الأقطاب المغناطيسية للأرض قد تحركت عبر التاريخ، بل معرفة سبب هذا التحرك. فقد اكتشف العلماء ما يشبه مصابيح الحمم البركانية العملاقة، وهي عبارة عن بقع صخرية ترتفع وتنخفض دوريًا في أعماق كوكبنا. ويمكن أن يتسبب تحرك هذه الصخور في حدوث تحولات في أقطاب الأرض، بل وحتى عكسها. وللوصول إلى هذا الاكتشاف، اعتمد العلماء في دراساتهم على الإشارات التي خلفتها بعضٌ من أكثر الزلازل تدميرًا على كوكب الأرض.
بالقرب من حافة لب الأرض، تصل درجات الحرارة إلى 4000 درجة مئوية، مما يؤدي إلى تدفق الصخور الصلبة تدريجيًا على مدى ملايين السنين. يتسبب تيار الحمل الحراري هذا في الوشاح في تحرك القارات وتغيير شكلها. وبفضل الحديد الذي يتشكل ويُحتفظ به في لب الأرض، تحافظ الأرض على مجالها المغناطيسي، الذي يحمينا من الإشعاع الشمسي، كما هو موضح بالتفصيل في مقال المجال المغناطيسي للأرض.
الطريقة الوحيدة التي يستطيع بها العلماء معرفة المزيد عن هذا الجزء من الأرض هي دراسة الإشارات الزلزالية الناتجة عن الزلازل. فمن خلال المعلومات المتعلقة بسرعة وشدة موجات الزلازل، يمكنهم تحديد ما يكمن تحت أقدامنا وتكوينه.
هل هناك نموذج جديد للأرض؟
تكشف هذه الطريقة لدراسة الأرض عن منطقتين واسعتين في الجزء العلوي من لب الأرض حيث تنتقل الموجات الزلزالية ببطء أكبر. وتكتسب هاتان المنطقتان أهمية بالغة من حيث تأثيرهما على الديناميكيات العامة للوشاح ، فضلاً عن تأثيرهما على كيفية تبريد اللب.
بفضل أقوى الزلازل التي شهدتها العقود الأخيرة، أصبح من الممكن دراسة هذه الموجات التي تنتقل على طول الحد الفاصل بين لب الأرض ووشاحها. تُظهر أحدث الأبحاث حول هذه المناطق من باطن الأرض أن الجزء السفلي من اللب يتميز بكثافة أعلى (ومن هنا موقعه في الأسفل)، بينما يتميز الجزء العلوي بكثافة أقل بكثير. وهذا يُشير إلى أمر بالغ الأهمية: تزايد كثافة المواد على السطح، أي أنها تتحرك صعودًا.
يمكن أن تكون المناطق أقل كثافة لمجرد أنها أكثر دفئًا. كما هو الحال مع الكتل الهوائية (الأكثر سخونة تميل إلى الارتفاع) ، يحدث شيء مشابه داخل الوشاح ولب الأرض. ومع ذلك ، فمن الممكن أن التركيب الكيميائي لأجزاء الوشاح يتصرف مثل قطرات من مصباح الحمم. وهذا يعني ، أولاً أنها تسخن ومع ذلك ترتفع. بمجرد وصوله إلى القمة ، دون أن يكون له اتصال بجوهر الأرض ، يبدأ في البرودة ويصبح أكثر كثافة ، لذلك ينزل ببطء مرة أخرى إلى اللب.
سيغير هذا السلوك الشبيه بضوء مصباح الحمم البركانية طريقة تفسير العلماء لاستخلاص الحرارة من سطح لب الأرض. علاوة على ذلك، قد يفسر تمامًا سبب انعكاس الأقطاب المغناطيسية عبر تاريخ الأرض.
المصدر: https://theconversation.com/a-giant-lava-lamp-inside-the-earth-might-be-flipping-the-planets-magnetic-field-77535
الدراسة الكاملة: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0012821X15000345
