هسته زمین گاهی در جهت مخالف می‌چرخد

هسته زمین همراه با سایر قسمت های سیاره ما نمی چرخد، بلکه گاهی چرخش آن سریعتر است و گاهی هم در جهت عکس می چرخد.

این یافته های پژوهش جدیدی است که جان ویدال و وی وانگ، لرزه شناسان کالیفرنیای جنوبی، روز جمعه در مجله «ساینس ادونسز» منتشر کرده اند.

دکتر ویدال طی سخنانی گفت: «هسته داخلی ثابت نیست.»« هسته داخلی زیر پای ما حرکت می کند و بنظر میرسد هر شش سال یکبار چند کیلومتر عقب و جلو می رود.»

این کشفی است که میتواند به دانشمندان کمک کند تا درک بهتری از هسته زمین پیدا کنند و از این موضوع سر دربیاورند که [هسته زمین]، چگونه میدانی ژئومغناطیسی ایجاد می کند که مانع پرتوهای فضایی می شود و حیات را ممکن می سازد، و این کشف چه بسا توضیح دهد که چرا طول مدت روز با گذشت زمان، در نوسان است.

زمین از درون به بیرون، از یک هسته داخلی جامد تشکیل شده است که با یک هسته بیرونی آهن مایع، یک گوشته سنگی ضخیم، و سپس پوسته نازک و اتمسفری که در آن حیات وجود دارد، احاطه شده است.

هسته داخلی در عمق بیش از ۶۳۰۰ کیلومتر زیر سطح، غیرقابل دسترسی است و دانشمندان زمین شناسی باید ویژگی ها و رفتار آنرا از طریق اندازه گیری های غیرمستقیم و اثرات آن متوجه شوند. برای نمونه، دانشمندان از آنجایی که فلز جامد که در هسته خارجی فلز مایع می چرخد،« ژئودینامو» است و میدان مغناطیسی سیاره را ایجاد می کند، می دانند که هسته داخلی می چرخد.

ولی دانشمندان در خصوص داده هایی که نشان می دادند هسته داخلی احتمالا سرعت چرخش خود را در مقایسه با سطح زمین تغییر می دهد، متعجب و سردرگم شده بودند.

دکتر ویدال طی اظهاراتی گفت: «بر اساس یافته های ما، می توانیم تغییرات سطح زمین را در مقایسه با هسته داخلی آن مشاهده کنیم، همان طور که به مدت ۲۰ سال گفته شده بود. با این حال، جدیدترین مشاهده های ما نشان می دهد که هسته داخلی از سال ۷۱- ۱۹۶۹ کمی کندتر چرخیده و سپس از سال ۷۴- ۱۹۷۱ بسوی دیگر حرکت کرده است.»

چرخش کوچک هسته درونی سیاره از سال ۱۹۶۸ تا ۱۹۷۱، نسبت به گوشته و پوسته زمین، به سمت غرب بوده است. از سال ۱۹۷۲ تا ۱۹۷۴، چرخش بزرگ هسته داخلی، سریعتر از پوسته و گوشته به سمت شرق انجام شده است.

دکتر ویدال افزود تغییر در چرخش هسته داخلی با تغییر طول روز در مقیاس میلی ثانیه ای که پژوهشگران آنرا در یک دوره شش ساله بطور مستقل مشاهده کرده اند ، مرتبط است. روز در طول دوره چرخش کوچک هسته داخلی [یعنی از ۱۹۶۸ تا ۱۹۷۱] به مدت ۰.۰۱ میلی ثانیه کوتاه تر و طی دوره چرخش بزرگ [از ۱۹۷۲ تا ۱۹۷۴] به میزان ۰.۱۲ میلی ثانیه طولانی‌تر شد.

از آنجایی که هسته داخلی برای اندازه‌گیری مستقیم غیرقابل دسترس است، دکتر ویدال و وانگ به امواج لرزه ای که از هسته داخلی بازتاب می یابند نگاه کردند تا سرعت و جهت چرخش آنرا اندازه گیری کنند. به طور خاص، آن ها به ثبت بازتاب امواج لرزه ای که آزمایش های بمب هسته ای در اتحاد جماهیر شوروی سابق از سال ۱۹۷۱ تا ۱۹۷۴ تولید کرده و دو آزمایشی که آمريکا در آلاسکا در سال های ۱۹۶۹ و ۱۹۷۱ انجام داده بود، نگاهی انداختند.

این داده های تاریخی با استفاده از آرایه لرزه نگار لازا (Large Aperture Seismic Array) در مونتانا ثبت شده اند، بیش از ۳۰۰ زمین آوانگار (ژئوفون) که در عمق ۶۰ متری زمین مدفون شدند که برای گوش دادن به امواج لرزه ای مورد استفاده قرار می گیرند تا مشخص شود که آیا این لرزه ها ناشی از زلزله اند یا انفجارهای اتمی.

انفجارها امواجی ایجاد می کنند که هسته داخلی جامد، آنرا پراکنده و منعکس می کند، و امواجی که بخشی از هسته آنها را پراکنده کرده است که به سمت مخالف زمین آوانگار (ژئوفون) گیرنده می چرخند، در مقایسه با امواجی که به سمت ژئوفون می چرخند، دیرتر می رسند. این موضوع به دکتر وانگ و ویدال امکان داد تا جهت و سرعت چرخش هسته داخلی را محاسبه کنند.

دکتر ویدال می گوید این نتیجه شگفت انگیز بود، این ایده که هسته داخلی امکان دارد حین چرخش خود نوسان کند، پیش از انجام این مطالعه، فقط یک نظریه در میان بسياري از نظریه های دیگر به شمار می رفت.

وی ادامه داد: «این ایده که هسته درونی نوسان می کند، مدلی بود که وجود داشت، اما جامعه علمی بر سر این که این نظریه قابل پذیرش است یا نه به دو قسمت تقسیم شده بود.» «ما با این انتظار این کار را انجام دادیم که همان جهت و سرعت چرخش را در دو آزمایش اتمی قبل مشاهده کنیم، ولی در عوض عکس آنرا دیدیم. وقتی متوجه شدیم که [هسته داخلی] در جهت دیگری در حال حرکت است، بسیار شگفت زده شدیم.»

پژوهش های بیشتری [در این زمینه] لازم است، اما با توجه به اینکه ایالات متحده و روسیه آزمایش تسلیحات هسته ای خود را در دهه ۱۹۹۰ متوقف کردند، ممکن است  [انجام پژوهش های بیشتر] به دلیل کمبود امواج لرزه ای که مکان آنها به صورت دقیق مشخص است با مشکل مواجه شود. ولی این مطالعه نشان می دهد که داده های تاریخی همچنان میتوانند عملکرد درونی زمین را روشن کنند.

دکتر ویدال در ادامه گفت: «ما در حال تلاشیم تا دریابیم هسته داخلی چگونه شکل گرفته است و چگونه با گذر زمان حرکت می کند.» «این گامی مهم در درک بهتر این فرآیند است.»