“ثلج” غني بالسيليكون قد يكون يتحرك للأعلى في النواة الخارجية للأرض

وتفترض دراسة جديدة أن “ثلجا” غنيا بالسيليكون يرتفع من النواة الخارجية يمكن أن يساعد على تفسير بعض الحالات الشاذة في ملاحظاتنا.

ونظرا لأن السيليكون سيجعل الجسيمات أخف من الحديد السائل المحيط، يمكن للمادة أن تتدفق نحو اللب (الوشاح) وتستقر في الانجرافات التي تتسبب في تشويه الموجات الصوتية بطرق غير متوقعة.

بالاستماع إلى صدى الزلازل داخل كوكبنا، يمكننا أن نخمن جيدا ما الذي يحصل في داخل الأرض دون تشريحها. لسوء الحظ، غالبا ما تحتوي الموجات الزلزالية على تناقضات لم يفهمها العلماء بعد.

ويحدث أحد مصادر التباين في جيوب من المواد منخفضة الكثافة على عمق حوالي 3000 كيلومتر (أقل بقليل من 1900 ميل) تحت السطح، بين النواة الخارجية لسبائك الحديد السائل واللب (العباءة أو الوشاح).

ويقول عالم الجيولوجيا سويو فو، من جامعة طوكيو في اليابان: “إذا كان السيليكون والهيدروجين هما العنصران الرئيسيان للضوء في النواة الخارجية مع الوفرة المناسبة، فيمكن أن يحدث مثل هذا الثلج المتصاعد الغني بالسيليكون”.

ولاختبار ذلك، أعاد الفريق إنشاء الظروف داخل النواة الخارجية للأرض في المختبر. وتم تحميل سبيكة من الحديد والسيليكون داخل غاز الهيدروجين والأرجون قبل أن يتم ضغطها بشدة داخل خلية سندان الماس.

وغالبا ما يستخدم الجيولوجيون هذه الأجهزة لتحقيق مستويات ضغط مماثلة لتلك الموجودة داخل الكواكب مثل كوكبنا. ويتم ضغط العينات عن طريق القوة الميكانيكية بين ماسين (ومن هنا جاءت التسمية) ودراستها من أجل التغييرات.

وفي هذه الحالة تم تسخين العينة باستخدام الليزر ومراقبتها بالأشعة السينية. وتمكن العلماء من التغلب على مشكلة في التجارب السابقة حيث تؤدي درجات الحرارة المرتفعة إلى انتشار الهيدروجين المحتوي على سبيكة الحديد، في الماس.

ويقول عالم الجيولوجيا سانغ هيون دان شيم، من جامعة ولاية أريزونا: “طور فريقنا طريقة جديدة حيث يتم خلط الهيدروجين مع الأرجون في خلايا سندان الماس. ولا يتفاعل الأرجون مع العينة ولكنه يمنع انتشار الهيدروجين في سندان الماس، ما يمكننا من تحقيق الظروف القاسية في المختبر”.

وفي ظل ظروف الضغط ودرجة الحرارة المماثلة لللب الخارجي للأرض، وجد الباحثون أن “ثلج” بلوري غني بالسيليكون يمكن أن يتشكل ويرتفع عبر الحديد السائل الأكثر كثافة ليتراكم عند حدود الوشاح والنواة الخارجية، ما قد يتسبب في حدوث بعض الشذوذ الذي لاحظه العلماء أثناء مسحهم لأعمق أجزاء الكوكب.

وبينما قد تعتقد أنه لا شيء من هذا يهمنا كثيرا على سطح الأرض، فإن حركة النواة الخارجية تدفع المجال المغناطيسي لكوكبنا، والذي بدوره يحمينا من تأثيرات التآكل للفضاء الخارجي والطقس الشمسي.

المصدر: ساينس ألرت