وبعد بحث مكثف، يعتقد العلماء أنهم ربما اكتشفوا أخيرًا المصدر وراء الطبقة الغامضة من البلورات التي تغلف قلب الأرض. ويبدو أنه نتيجة لظاهرة غريبة تعرف باسم "تسرب الماء"، حيث يتسرب الماء من سطح كوكبنا ويتفاعل مع اللب المعدني في مركزه.
سنخبرك في هذا المقال بكل ما تريد معرفته عن اكتشاف طبقة البلورات التي تحيط بنواة الأرض.
كيف يعمل قلب الأرض
أول ما نحتاج معرفته هو كيفية عمل لب الأرض. علينا أن نفهم أن هناك طبقات مختلفة تمتد من السطح وصولاً إلى لب الأرض. تتكون الأرض من طبقات داخلية متعددة تُشكل مجتمعةً بنيتها الداخلية. وتنقسم هذه الطبقات أساسًا إلى ثلاث طبقات: القشرة، والوشاح، واللب.
قشرة الأرض هي الطبقة الخارجية والأرق. تتكون من الصخور والمعادن، ويتراوح سمكها من بضعة كيلومترات في المحيطات إلى 70 كيلومترًا في المناطق القارية . هذه هي الطبقة التي نسكنها، وفيها توجد المحيطات والقارات ومعظم أشكال الحياة على الأرض.
أسفل القشرة مباشرة يوجد الوشاح، وهو طبقة أكثر كثافة ودفئًا. ويمتد إلى عمق حوالي 2,900 كيلومتر. على الرغم من أن الوشاح يتكون في الغالب من صخور صلبة، إلا أن سلوكه مرن على المقاييس الزمنية الجيولوجية، مما يعني أنه يتدفق ببطء عبر الزمن الجيولوجي.
يقع لب الأرض في الجزء الداخلي منها، وينقسم إلى منطقتين: اللب الخارجي واللب الداخلي. يتكون اللب الخارجي بشكل أساسي من الحديد والنيكل، وهو سائل بسبب ارتفاع درجات الحرارة والضغط داخل الأرض. في المقابل، يكون اللب الداخلي صلبًا، على الرغم من ارتفاع درجات الحرارة، وذلك بسبب الضغط الهائل الذي يتعرض له.
دراسات على الطبقة البلورية
خلال تسعينيات القرن الماضي، حقق الجيولوجيون اكتشافًا مثيرًا للاهتمام: فقد كُشف عن غلاف رقيق يحيط باللب الخارجي للأرض. يتكون هذا الغلاف، المسمى طبقة E' أو طبقة E، من مساحة دوامية من المعدن السائل تحيط باللب الداخلي الصلب. تُعد طبقة E' رقيقة نسبيًا مقارنةً بمناطق أخرى من باطن الأرض، إذ يزيد سمكها عن 100 كيلومتر، وتقع على عمق 2.900 كيلومتر تقريبًا تحت سطح الكوكب.
لقد كان أصل الطبقة E موضوعًا للتكهنات العلمية منذ فترة طويلة. وتشير الفرضية السائدة إلى أنها نشأت من الصهارة الغنية بالحديد التي كانت موجودة في العصور القديمة. وبدلاً من ذلك، اقترحت بعض النظريات أنها نشأت في النواة الداخلية أو أنها تشكلت أثناء اصطدام بين الأرض وكوكب أولي، مما أدى في النهاية إلى خلق القمر وترك أجزاء من الأرض المبكرة مدمجة داخله. ومع ذلك، لم تحظى أي من هذه الفرضيات بقبول واسع النطاق داخل المجتمع العلمي.
بحسب دراسة نُشرت مؤخراً في مجلة "نيتشر جيوساينس" بتاريخ 13 نوفمبر، اكتشف الباحثون أن تكوّن طبقة E' يعود إلى تسرب المياه إلى سطح الأرض عبر الصفائح التكتونية المنغرزة ، وتفاعلها لاحقاً مع السطح المعدني للنواة الخارجية. وتشبه هذه العملية تلك الملاحظة في تكوّن بعض بلورات الجليد.
إذا كان هذا الاكتشاف الأخير دقيقًا، فهذا يعني أن الطبقة E قد أنتجت كميات كبيرة من بلورات السيليكا من خلال العملية المذكورة أعلاه. بعد ذلك، دخلت هذه البلورات إلى الوشاح، وهو رواسب هائلة من الصخور المنصهرة تقع بين النواة الخارجية والطبقة الخارجية لقشرة الأرض.
تجارب على الطبقة البلورية
من خلال سلسلة من التجارب المخبرية المضبوطة، سعى الباحثون إلى محاكاة ظروف الضغط الشديد الموجودة في اللب الخارجي للكون، ومراقبة التفاعل بين الماء والمعدن. وأظهرت نتائج هذه التجارب أن الهيدروجين، الموجود في الماء، يحل محل السيليكا داخل المعدن السائل ، مما يؤدي إلى انفصال السيليكا عن المعدن وتكوين بنى بلورية. ونتيجة لذلك، يُتوقع أن تحتوي طبقة E' من اللب الخارجي على تركيز عالٍ من الهيدروجين وتركيز منخفض من السيليكا، مما يُشكك في المعتقدات السابقة حول تركيبها.
ويعتقد أن السمك الحالي لطبقة E' قد تم الوصول إليه على مدى فترة تزيد عن مليار عام، مما يجعلها أقدم من النواة الداخلية، التي تصلبت منذ حوالي مليار عام، وفقًا للباحثين. ويعد هذا الاكتشاف الأخير بمثابة دليل إضافي على أن فهمنا الحالي للعلاقة الديناميكية بين النواة الخارجية والوشاح قد يحتوي على فجوات وعدم دقة.
في سبتمبر 2022، توصل نفس فريق الباحثين إلى اكتشاف هام مفاده أن تسرب المياه لديه القدرة على التفاعل مع رواسب الكربون الكبيرة الموجودة في اللب الخارجي للأرض. ويؤدي هذا التفاعل بدوره إلى تكوين منشآت ضخمة لإنتاج الماس بالقرب من الحد الفاصل بين طبقات اللب والوشاح. وتُعد عملية تكوين الماس عملية رائعة، وتتشابه مع ظواهر أخرى مثل الانفجارات البركانية.
وفقًا لبيان صادر عن المؤلف المشارك في الدراسة دان شيم، عالم الجيولوجيا في جامعة ولاية أريزونا، كان الاعتقاد السائد لسنوات هو أن انتقال المواد بين قلب الأرض والوشاح هو الحد الأدنى. ومع ذلك، تشير هذه النتائج الأخيرة إلى تفاعل أكثر نشاطًا بشكل ملحوظ بين اللب والوشاح، مما يعني تبادلًا كبيرًا للمواد.
كما ترون، مع العلم كل شيء تم تأسيسه يمكن تعديله بمجرد وجود اكتشاف جديد. كل شيء كنا نظن أنه طريقة واحدة يمكن أن يتغير تماما. أتمنى أن تتمكنوا من خلال هذه المعلومات من التعرف أكثر على الدراسات حول طبقة البلورات التي تحيط بنواة الأرض وخصائصها واكتشافاتها.
