بنية غامضة تكشف أسرار المجال المغناطيسي الواقي لكوكب الأرض

اكتشف العلماء هيكلاً ضخماً له شكل حلويات الدونات مدفون تحت آلاف الأميال تحت أقدامنا.
حيث استخدم باحثون من الجامعة الوطنية الأسترالية موجات زلزالية يتم توليدها من قبل الهزات الأرضية للتقصي في قلب الأرض الغامض المنصهر، ومن خلال تقصي مسار تلك الأمواج عبر الكوكب، وجد الباحثون منطقة يبلغ سمكها مئات الكيلومترات حيث ذهبوا أبطأ بنسبتين مئويتين من العادة.
يعمل ذلك الهيكل المشابه للدونات بالتوازي مع خط الاستواء في حلقة حول حرف اللب الخارجي السائل، ويمكن أن يكون هو المسؤول عن قيادة المجال المغناطيسي الواقي لكوكبنا.
ومن جانبه، أفاد قائد الدراسة-البروفسور هرفوي تكالتشيتش:” إن المجال المغناطيسي هو مكون أساسي نحتاجه لاستمرار الحياة على سطح الأرض”.

تتكون الأرض من أربع طبقات أساسية:” القشرة السطحية والوشاح شبه المنصهر واللب الخارجي المعدني الصلب، وعندما تتحرك الصفائح التكتونية في القشرة يؤدي ذلك إلى الزلزال، الأمر الذي يولد الاهتزازات تنتشر عبر طبقات الأرض الأخرى كافة.
وباستخدام الشبكة العالمية لمحطات التصوير الزلزالي، يمكن للعلماء أن يروا كيف تنتشر تلك الموجات، ويمكن لهم أن يقوموا بالتوقعات حول الظروف تحت السطح، وعادة ما ينظر العلماء إلى الواجهات الموجية القوية والضخمة والتي تنتقل حول العالم في أول ساعة أو بعد الزلزال مباشرة.
ومع ذلك، تمكن البروفيسور تكالسيتش وشريكه في التأليف -الدكتور شياولونج ما- من اكتشاف هذا الهيكل من خلال دراسة الآثار الخافتة التي خلفتها الأمواج بعد ساعات عديدة من الهزة الأولية.
وكشفت هذه الطريقة أن الموجات الزلزالية التي تنتقل بالقرب من القطبين كانت تتحرك بشكل أسرع من تلك القريبة من خط الاستواء، ومن خلال مقارنة نتائجهم بنماذج مختلفة من باطن الأرض، وجد البروفيسور تكالتشيتش والدكتور ما أن أفضل تفسير لذلك هو وجود منطقة ضخمة واسعة تحت الأرض، أو هيكل على شكل دونات، حيث أنهن يتوقعون أن هذه المنطقة توجد فقط عند خطوط العرض المنخفضة وتمتد بالتوازي مع خط الاستواء بالقرب من سقف اللب الخارجي حيث يلتقي القسم السائل مع الوشاح.
وتابع البروفيسور تكالتشيتش والدكتور ما:” لا نعرف سمك البنية المشابهة للدونات بالضبط، لكننا استنتجنا أنها تصل إلى بضع مئات من الكيلومترات تحت حدود الوشاح الأساسي”.
وبفضل الدور الهام جداً لهذه المنطقة، قد يكون لاكتشافهم أيضاً آثار عميقة على دراسة الحياة على الأرض والكواكب الأخرى.
إنها مصنوعة بشكل أساسي من النيكل الساخن والحديد، ومع تيارات الحمل الحراري إلى جانب دوران الأرض، تدفع المعدن السائل في هذه الطبقة إلى دوامات عمودية طويلة تعمل في اتجاه الشمال والجنوب، مثل بوابات المياه العملاقة.
إن التيارات الدوامة لهذه المعادن السائلة هي التي تعمل مثل الدينامو، الذي يعمل على تشغيل المجال المغناطيسي للأرض، ونظراً لأن منطقة الدونات هذه طفت إلى أعلى اللب الخارجي السائل، فإنها تشير إلى أنها قد تكون غنية بالعناصر الأخف مثل السيليكون أو الكبريت أو الأكسجين أو الهيدروجين أو الكربون.
ويوضح البروفيسور تكالسيتش:” النتائج التي توصلنا إليها مثيرة للاهتمام لأن هذه السرعة المنخفضة داخل اللب السائل تعني أن لدينا تركيزاً عالياً من العناصر الكيميائية الخفيفة في هذه المناطق ما قد يتسبب في تباطؤ الموجات الزلزالية”.
وتساعد عناصر الضوء هذه، جنباً إلى جنب مع الاختلافات في درجات الحرارة، على تحريك السائل في القلب الخارجي، وبدون هذه الحركة المثيرة لدفع الدينامو الداخلي للكوكب، ربما لم يتشكل المجال المغناطيسي للأرض.
وبدون المجال المغناطيسي، سيتعرض سطح الكوكب لقصف مستمر للجسيمات المشحونة من الشمس والتي يمكن أن تدمر الحمض النووي للكائنات الحية، ولذلك، قد تكون هذه المنطقة على شكل دونات جزءاً مهماً من اللغز الذي يفسر سبب تطور الحياة على الأرض وما قد نبحث عنه في الكواكب الصالحة للسكن في أماكن أخرى.
ويختم د.تكالسيتش:” نتائجنا يمكن أن تعزز المزيد من البحث حول المجال المغناطيسي على كل من الأرض والكواكب الأخرى”.