تهدیدی که زمین را به سنگی سرد بدل می نماید! - مجله پیکورو

به گزارش خبرنگاران، هسته دوار و مذاب اعماق زمین همان چیزی است که میدان مغناطیسی وسیع آن را فراوری می نماید، ساختاری نامرئی که دانشمندان معتقدند از دنیا ما محافظت می نماید و به زندگی اجازه می دهد تا رشد کند. علاوه بر این، فعالیت های تکتونیکی و آتشفشانی همرفت گوشته، به حفظ حیات به وسیله تثبیت دمای دنیای و چرخه کربن یاری می نماید.

با این حال، ما می دانیم که این فضای داخلی زمین، در حال خنک شدن است و به این سرد شدن خود ادامه خواهد داد. این بدان معناست که در نهایت فضای داخلی زمین جامد خواهد شد و فعالیت های زمین شناسی متوقف می گردد که در نهایت زمین را به سنگی بایر، شبیه به مریخ یا عطارد تبدیل می نماید. اکنون تحقیقات تازه نشان داده است که این فرآیند ممکن است زودتر از آنچه قبلا تصور می شد اتفاق بیفتد.

کلید معمای این رخداد می تواند یک ماده معدنی در مرز بین هسته بیرونی آهن نیکل زمین و گوشته پایینی سیال مذاب باشد. این کانی مرزی بریگمانیت نامیده می گردد که بر سرعت انتقال گرما و سرعت تراوش گرما از هسته و خارج شدن آن به گوشته تأثیر می گذارد. البته معین این مقدار تأثیر، به سادگی آزمایش رسانایی بریگمانیت در شرایط جوی نیست. رسانایی گرمایی می تواند بر اساس فشار و دما متفاوت باشد که در اعماق سیاره ما بسیار فرق دارد. برای غلبه بر این مشکل، تیمی از دانشمندان به سرپرستی موتوهیکو موراکامی از مرکز ETH زوریخ در سوئیس، یک بلور بریگمانیت را با لیزر های پالسی تابش کردند و همزمان دمای آن را به 2440 کلوین و فشار را به 80 گیگا پاسکال نزدیک کردند. شرایط طبیعی در گوشته پایین زمین، تا 2630 کلوین و 127 گیگا پاسکال فشار است.

موراکامی گفت: این سیستم مقدار گیری به ما اجازه می دهد تا نشان دهیم که رسانایی حرارتی بریگمانیت حدود 1.5 برابر بیشتر از حد تصور است. این بدان معناست که جریان گرما از هسته به گوشته بیشتر از چیزی است که فکر می کردیم و بنابراین، سرعت سرد شدن فضای داخلی زمین سریع تر از چیزی است که پیش از این تصور می شد. جالب توجه اینجاست که این فرایند می تواند تسریع گردد. وقتی بریگمانیت سرد می گردد، به ماده معدنی دیگری به نام پست پروسکایت تبدیل می گردد که از نظر حرارتی رسانایی بیشتری دارد و بنابراین سرعت اتلاف حرارت از هسته به گوشته را افزایش می دهد.

موراکامی گفت: نتایج تحقیق ما می تواند دیدگاه تازهی در خصوص تحول دینامیک زمین ارائه بدهد. این داده ها نشان می دهند که زمین، مانند سایر سیارات سنگی همانند عطارد و مریخ، بسیار سریعتر از حد انتظار در حال خنک شدن و غیرفعال شدن است. در خصوص اینکه این فرآیند به چه سرعتی در حال سرد کردن هسته زمین است، هنوز نمی توان به قطعیت حرفی زد. در واقع، خنک شدن کل یک سیاره چیزی نیست که ما به خوبی بتوانیم آن را درک کنیم. مریخ کمی سریعتر سرد می گردد، زیرا به طور قابل توجهی کوچکتر از زمین است، اما عوامل دیگری نیز وجود دارند که ممکن است در سرعت سرد شدن هسته یک سیاره نقش داشته باشند. به عنوان مثال، فروپاشی عناصر رادیواکتیو می تواند گرما فراوری کند که برای حفظ فعالیت های آتشفشانی کافی است. چنین عناصری یکی از منابع اصلی گرما در گوشته زمین هستند، اما تأثیر آن ها نیز به خوبی درک نشده است.

موراکامی می افزاید: ما هنوز اطلاعات کافی درباره این نوع رویداد ها نداریم تا بتوانیم زمان آن ها را معین کنیم. با این حال، به احتمال زیاد در مقیاس انسانی این فرایند چندان سریع نخواهد بود. در واقع، این امکان وجود دارد که زمین تحت تأثیر مکانیسم های دیگری، پیش تر از آنچه در تصور داریم، غیرقابل سکونت گردد؛ بنابراین ممکن است کمی زمان داشته باشیم تا بیشتر روی چنین مشکلاتی کار کنیم تا شاید راه حلی نیز برای آن ها بیابیم. تحقیقات این تیم در نشریه Earth and Planetary Science Letters منتشر شده است.

منبع: sciencealert

ترجمه: مصطفی جرفی-خبرنگاران