چرخش هستۀ زمین از 15 سال قبل کندتر شده است
تحقیقات جدید شواهدی را به این ایده بحث‌برانگیز افزوده که توپ داغ و جامد مرکز سیاره ما، در طی سال‌ها به عنوان بخشی از یک چرخه نوسان‌دار، سرعت خود را کاهش داده است.
فرادید| تحقیقات جدید شواهدی را به این ایده بحث‌برانگیز افزوده که توپ داغ و جامد مرکز سیاره ما، سال‌ها به عنوان بخشی از یک چرخه نوسان‌دار، سرعت خود را کاهش داده است. تنها راه شناخت مستقیم این موضوع، سفر واقعی به مرکز زمین است، اما در حال حاضر، یک مطالعه جدید نشان داده که چرخش هسته داخلی سیاره ما ممکن است کندتر از گذشته شده باشد.
به گزارش فرادید، هسته داخلی زمین، توپ جامدی از آهن و نیکل به اندازه ۷۰ درصد اندازه ماه، همراه بقیه سیاره می‌چرخد، اما دانشمندان در مورد اینکه سرعت آن در قیاس با لایه‌های بیرونی کندتر، سریعتر یا بدون‌تغییر است، اختلاف نظر دارند. این مطالعه که ماه ژوئن در مجله «طبیعت» منتشر شد، از امواج لرزه‌ای برای افزودن شواهد پشتیبان این ایده استفاده کرده که بر اساس آن، گمان می‌رود هسته داخلی زمین بین چرخش سریعتر و کندتر، نسبت به پوسته زمین، در تغییر است.
چنین تغییراتی در چرخش هسته داخلی می‌تواند تأثیر کمی بر میدان مغناطیسی زمین بگذارد و می‌تواند به طور بسیار نامحسوس، طول روزها را روی سطح تغییر دهد.
شائودانگ سانگ، زلزله‌شناس دانشگاه پکن در چین، سال گذشته به نیویورک تایمز گفته: «هسته داخلی، مثل سیاره‌ای است که داخل یک سیاره دیگر قرار گرفته باشد، بنابراین بدیهی است نحوه حرکت آن بسیار مهم باشد.»
تصویری از ساختار داخلی سیاره
دانشمندان برای مشخص کردن ویژگی‌های حرکت هسته داخلی بسیار تلاش کرده‌اند. بحث بر سر اینکه آیا سرعت چرخش قلب سیاره با سایر نقاط زمین فرق دارد یا نه، در ژانویه ۲۰۲۳ مجدداً داغ شد و دلیلش این بود که سانگ و همکارانش این نظریه را مطرح کردند که چرخش هسته در یک چرخه ۷۰ساله نوسان می‌کند و به طور متناوب بین بیشتر شدن و کمتر شدن از چرخه سیاره، هر ۳۵ سال در نوسان است. به گفته این محققان، جدیدترین تغییر، از چرخش سریع به چرخش کند نسبت به قسمت بیرونی زمین، حدود ۱۵ سال پیش رخ داد.
پل ریچاردز، زلزله‌شناس در دانشگاه کلمبیا که در این مطالعه شرکت نداشته، سال ۲۰۲۳ به واشنگتن پست گفت: «این مقاله نشان می‌دهد مدرک چرخش سریعتر قبل از حدود سال ۲۰۰۹ قوی است و در سال‌های بعدی کمتر میشود.»
با این حال، تمام دانشمندانی که درباره درون سیاره مطالعه می‌کنند موافق این نظریه نیستند. دانگدانگ تیان، زلزله‌شناس دانشگاه علوم زمین چین و لیانشینگ وِن، زمین‌شناس در دانشگاه استونی بروک، معتقدند که نوسانات در سطح هسته داخلی می‌تواند تغییرات مشاهده شده را توضیح دهد، حتی اگر چرخش آن ثابت باشد.
اکنون، مطالعه جدید از مقاله سال گذشته پشتیبانی می‌کند و نشان می‌دهد هسته داخلی از حدود سال ۲۰۰۸ سرعت خود را کاهش داده است. این اتفاق به بحث‌های بیشتر در مورد ماهیت مرکز زمین دامن می‌زند.
محققان راهی برای مشاهده مستقیم داخلی‌ترین لایه‌های سیاره ندارند، در عوض تکیه‌ی آن‌ها بر ردیابی انرژی آزادشده توسط زلزله است. این رویدادهای لرزه‌ای، امواجی از انرژی تولید می‌کنند که از پوسته، گوشته و هسته زمین عبور می‌کنند.
مسیر امواج لرزه‌ای توسط محققان، از جزایر ساندویچ جنوبی (SSI) تا زلزله‌سنج‌ها در شمال آمریکای شمالی ترسیم شده است. تصویر درونی در پایین سمت چپ مسیر امواج لرزه‌ای را از طریق هسته داخلی (IC)، هسته خارجی (OC) و گوشته‌ی داخل سیاره نشان می‌دهد
زمین‌شناسان برای مشاهده این امواج، از ابزاری به نام لرزه‌سنج برای ثبت لرزش سطح زمین که در اثر زلزله ایجاد میشود، استفاده می‌کنند. این ابزار تکان‌هایی را روی نمودار خطی تولید می‌کند که شکل موج نامیده می‌شوند. محققان دریافتند اگر بتوانند شکل موج‌های امواج لرزه‌ای که از مسیر یکسان از مرکز زمین در سال‌های مختلف عبور کرده‌اند، ردیابی کنند، ممکن است بتوانند به نحوه تکامل ساختار درونی سیاره در طول زمان پی ببرند.
محققان برای این مطالعه، الگوهایی را در شکل موج‌های ۱۲۱ زمین‌لرزه‌ای مشاهده کردند که از سال ۱۹۹۱ تا ۲۰۲۳ در جزایر ساندویچ جنوبی نزدیک قطب جنوب سرچشمه گرفتند. این الگوها پس از سفر به داخل زمین، روی یک لرزه‌سنج در آلاسکا ثبت شدند. اگر هسته داخلی با سرعتی متفاوت از لایه‌های بالای آن بچرخد، پس امواج لرزه‌ای مکرر باید در طول یک دوره ۳۲ ساله، از نواحی مختلف هسته داخلی عبور کرده باشند و منجر به تفاوت‌هایی در شکل موج‌های شناسایی‌شده شده باشند، حتی زمانی که یک مسیر کلی در سیاره را طی‌کنند.
اما اگر هسته داخلی سرعت خود را در یک چرخه تغییر می‌داد، برخی از این شکل موج‌ها تکرار می‌شدند و مطمئناً محققان می‌توانستند بیش از ۲۵ الگو را قبل و بعد از سال ۲۰۰۸ مطابقت دهند و تقارنی را نشان دهند که می‌گویند با کاهش اخیر سرعت هسته داخلی توجیه میشود.
جان ویدیل، از نویسندگان این مطالعه و دانشمند زمین در دانشگاه کالیفرنیای جنوبی، در بیانیه‌ای گفته: «وقتی برای نخستین بار لرزه‌نگاری‌هایی را دیدم که به این تغییر اشاره داشتند، گیج شدم. اما وقتی مشاهدات به ۲۴ مورد رسید که نشانگر همان الگو بودند، نتیجه اجتناب‌ناپذیر بود. هسته درونی برای نخستین بار در چندین دهه کاهش یافته بود.»
با این حال، همه متقاعد نشدند. وِن می‌گوید حتی با مطالعه جدید، هیچ چیز تغییر نکرده و او معتقدست انبساط و انقباض سطح هسته داخلی به قدر کافی قابل‌توجه است که الگوهای مشاهده‌شده در شکل موج را توضیح دهد.
بحث‌هایی نظیر این، جامعه علمی را دوقطبی می‌کند. اما هاروُجِی تیکالچیچ، ژئوفیزیکدان دانشگاه ملی استرالیا که در این مطالعه شرکت نداشته می‌گوید: «به احتمال زیاد حقیقت جایی بین این دو است.» تیکالچیچ می‌گوید دانشمندان برای درک اعماق غیرقابل دسترس درون زمین، به فرضیه‌پردازی‌های زیادی روی می‌آورند: «ما برای یافتن حقیقت نهایی به داده‌های بیشتری نیاز داریم.»
مترجم: زهرا ذوالقدر
