فك لغز المجال المغناطيسي للكرة الأرضية

واشنطن: يقول علماء إن الدرع الواقية للأرض نشأت بسبب طريقة الحديد المصهور في توصيل الحرارة. وشرع فريق من الباحثين في معهد كارنيغي للعلوم في واشنطن بإجراء حسابات للمعادن الموجودة في مركز الأرض في ظروف مماثلة للب الكوكب. قال رئيس فريق الباحثين الكسندر غونتشاروف: "من المستحيل بالطبع أن نصل إلى ما يقرب من لب الأرض وأخذ عينات نفحصها". لذا تعين على العلماء إيجاد ظروف مماثلة في المختبر. &

يُقدر عمر كوكبنا أكثر بقليل من 4.5 مليارات سنة، تكوّن من تراكم تدريجي لمواد صخرية كانت تحيط بالشمس في بداية نشوئها. وبمرور الوقت ترسب العنصر الأعلى كثافة وهو الحديد إلى الداخل لتكوين طبقات الأرض وهي اللب والوشاح والقشرة. ويتكون اللب الداخلي الذي يبلغ حجمه نحو ثلثي حجم القمر من الحديد الصلب مع كمية صغيرة من معادن أخرى جرها معه إلى الداخل، في أثناء تكون طبقات الأرض. لكن اللب الخارجي يتكون من الحديد المصهور الذي تؤدي حركته إلى ظهور المجال المغناطيسي للكرة الأرضية.

خلية السندان الماسية

ينشأ هذا المجال نتيجة تيارات كهربائية في المادة الناقلة في مركز الأرض بسبب الحرارة المنبعثة منه، ولا تقل عن حرارة سطح الشمس.

يُمنع حديد اللب الداخلي من الانصهار بسبب الضغط الهائل لقوة الجاذبية، ويعني هذا أن حركته تختلف عن حركة الطبقات الأخرى.

واستخدم الباحثون في دراستهم الجديدة أداة تُسمى "خلية السندان الماسية المسخَّنة بأشعة الليزر" لمحاكاة ظروف لب الأرض ودراسة الطريقة التي ينقل بها الحديد الطاقة الحرارية في مثل هذه الظروف.

ويضغط السندان على عينات صغرى من المادة بين ماستين لتوليد الضغط الهائل الموجود في أعماق الأرض، في المختبر. كما استُخدمت اشعة ليزر لتسخين المواد إلى درجات الحرارة المطلوبة في لب الأرض.

محاكاة مخبرية

بمحاكاة ظروف لب الأرض في المختبر، تمكن فريق الباحثين من دراسة عينات من الحديد بدرجات حرارة وضغوط عالية مختلفة.

وأظهرت النتائج أن قدرة عينات الحديد على نقل الحرارة تتوافق مع النهاية الصغرى للتقديرات السابقة للتوصيل الحراري في لب الأرض ـ بين 18 و44 واطا لكل متر كلفن (وحدة قياس التوصيل الحراري للمعادن).

ويعتقد علماء نشروا نتائج دراستهم في مجلة "نايتشر" العلمية، أن الطاقة اللازمة لاستدامة الدينامو الجيولوجي موجودة منذ المراحل المبكرة لتاريخ الكرة الأرضية. لكن المطلوب مزيد من الدراسات. وقال الدكتور غونتشاروف إن العلماء لفهم توصيل الحرارة في لب الأرض فهمًا افضل عليهم أن يعرفوا كيف تؤثر المعادن غير الحديدية التي رافقت الحديد في هبوطه إلى اللب، على هذه العمليات الحرارية داخل كوكبنا.
&
منقولة عن صحيفة "ديلي ميل" البريطانية على الرابط أدناه:

http://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-3619961/Mystery-Earth-s-magnetic-field-solved-Protective-shield-formed-heat-moved-iron-planet-s-core.html#ixzz4AMYmeVSe&