برف سیلیکونی در هسته زمین

به گزارش  سرویس وبگردی خبرگزاری صدا وسیما امواج لرزه‌هایی که اتفاق می افتند اغلب دارای تناقضاتی هستند که دانشمندان هنوز به طور کامل آن را درک نکرده‌اند.

یک مطالعه جدید می‌گوید که یک «برف» غنی از سیلیکون که از هسته بیرونی زمین بالا می‌آید می‌تواند به توضیح برخی از ناهنجاری‌ها در مشاهدات دانشمندان کمک کند. از آنجایی که ذرات سیلیکون سبک‌تر از آهن مایع اطراف است، این ماده می‌تواند به سمت گوشته (حدفاصل بین پوسته و هسته زمین ) جریان یابد و به شکلی غیر قابل پیش‌بینی، امواج صوتی هسته زمین را منحرف کند. 

سویو فو، زمین‌شناس از دانشگاه توکیوی ژاپن می‌گوید: «در صورتی که در بیرونی‌ترین قسمت هسته، سیلیکون و هیدروژن دو عنصر اصلی باشند، چنین برف غنی از سیلیکونی بالا می‌آید.»

برای آزمایش این ایده، تیم تحقیقاتی در یک آزمایشگاه شرایط درون هسته خارجی زمین را بازسازی کردند. آلیاژ آهن-سیلیکون قبل از فشرده شدن فوق‌العاده در داخل سلول سندان الماس داخل گاز هیدروژن-آرگون بارگذاری شد.

این دستگاه‌ها اغلب توسط زمین‌شناسان برای دستیابی به سطوحی از فشرده‌سازی قابل مقایسه با سیاراتی مانند سیارات ما استفاده می‌شوند. نمونه‌ها از طریق نیروی مکانیکی بین دو الماس فشرده شده و برای تغییرات مورد مطالعه قرار می گیرند.

در این مورد نمونه با استفاده از لیزر حرارت داده شد و از طریق اشعه ایکس تحت نظارت قرار گرفت. دانشمندان توانستند با آزمایش‌های قبلی بر مشکلی غلبه کنند که در آن دمای بالا باعث می‌شد هیدروژن حاوی آلیاژ آهن، در الماس پخش شود.

سانگ هئون دان شیم، زمین‌شناس از دانشگاه ایالتی آریزونا، می‌گوید: «تیم ما روش جدیدی ابداع کرد که در آن هیدروژن با آرگون در سلول‌های سندان الماس مخلوط می‌شود. آرگون با نمونه واکنش نشان نمی‌دهد، اما انتشار هیدروژن را در سندان‌های الماسی سرکوب می‌کند و شرایط مناسبی برای آزمایش ایجاد می‌کند. 

تحت این شرایط فشار و دمای مشابه با هسته بیرونی زمین، محققان دریافتند که کریستال‌های غنی از سیلیکوی چون برف، تشکیل می‌شوند و از طریق آهن مایع متراکم‌تر بالا می‌روند و در مرز گوشته و هسته بیرونی تجمع می‌کنند و احتمالا علت ایجاد برخی از ناهنجاری‌هایی هستند که دانشمندان در حین اسکن عمیق‌ترین نقاط سیاره با آن مواجه می‌شوند.

ممکن است فکر کنید که هیچ یک از اینها برای ما در سطح زمین اهمیت زیادی ندارد، اما حرکت هسته بیرونی میدان مغناطیسی سیاره ما را به حرکت در می‌آورد که به نوبه خود از ما در برابر اثرهای فرسایشی فضای بیرونی و تشعشعات خورشیدی محافظت می‌کند.

به دست آوردن درک بهتر از آنچه در هسته خارجی وجود دارد، و اینکه چگونه حرکت می‌کند و چگونه می‌تواند بر تعامل آن با گوشته تاثیر بگذارد، در پیش‌بینی چگونگی ادامه فعالیت میدان مغناطیسی زمین در آینده بسیار مهم است.

این تحقیق در «Nature» منتشر شده است.

بیشتر بخوانید : در دل زمین چه می گذرد؟

منبع: همشهری آنلاین