كتب – باسل يوسف:
في قلب الكرة الأرضية، وتحديدا فوق نواة الكوكب، يكمن واحد من أغرب الألغاز المتعلقة بأرضنا، حيث توجد بقعتان كثيفتان عملاقتان، احتار العلماء في كشف سرهما.
والآن، قد تكشف نماذج جديدة عن السبب، فربما تسربت بعض المواد من النواة عندما تشكلت الأرض حديثًا قبل مليارات السنين، واختلطت بالوشاح لتكوين هاتين البقعتين.
يقول يوشينوري ميازاكي، عالم ديناميكا الأرض من جامعة روتجرز: “هذه بصمات لتاريخ الأرض المبكر. إذا استطعنا فهم سبب وجودها، سنتمكن من فهم كيفية تشكل كوكبنا ولماذا أصبح صالحًا للحياة”.
اكتشفت المنطقتان الغامضتان في ثمانينيات القرن الماضي من خلال بيانات الزلازل. أظهرت هذه البيانات وجود منطقتين كبيرتين في أدنى طبقة من الوشاح الأرضي، إحداهما تحت أفريقيا والأخرى تحت المحيط الهادئ، وتمتدان صعودًا من حدود اللب والوشاح، على عمق حوالي 2900 كيلومتر تحت سطح الأرض.
تنتقل الموجات الزلزالية عبر هذه البقع ببطء ملحوظ، ما يدل على اختلاف تركيبها عن تركيب المواد المحيطة.
في السابق، اقترح علماء تفسيرات مختلفة، منها أن البقعتين هما بقايا ألواح تكتونية قديمة، أو محيط من الصهارة الباردة، أو قطع من جسم عملاق يُدعى ثيا اصطدم بالأرض سابقًا لتكوين القمر.
البقعة الأفريقية، على وجه الخصوص، تساهم في إضعاف المجال المغناطيسي للأرض فوق المحيط الأطلسي. ويعتقد علماء أن هذه البقع لعبت دورًا في تكوين الصفائح التكتونية للأرض.
وجدت دراسة حديثة أن هذه الكتل قديمة جدًا ومستقرة، وهو ما يتوافق مع نظرية محيط الصهارة. وفقًا لهذه النظرية، كانت الأرض كرة منصهرة طرية مغطاة بمحيط من الصهارة بعد تشكلها مباشرةً. وعندما أصبح هذا المحيط باردا، انفصلت المواد الأثقل وزنًا وغاصت في باطنها.
لكي تكون نظرية محيط الصهارة صحيحة، يجب أن تحتوي الأرض على طبقات متناسقة ومرتبة وواضحة كالكعكة، مع طبقة فوق حدود اللب والوشاح تتكون من كمية مناسبة من الفيروبيريكليز. لكن البيانات الزلزالية تشير إلى محتوى أقل بكثير من الفيروبيريكليز.
أجرى الباحثون نمذجة لتحديد الحلقة المفقودة. خلطوا المكونات الأساسية للأرض مع إجراء محاكاة لكيفية تبريدها، مع أو بدون تسرب المواد من لب الكوكب.
لا تبرد جميع العناصر وتتبلور بنفس المعدل. مع تبريد اللب وانكماشه تحت الضغط، وفقًا للنماذج، تتبلور مكونات أخف وزنًا، مثل أكسيد الماغنيسيوم وثاني أكسيد السيليكون، بسرعة أكبر من الحديد الموجود في الخليط. تطفو هذه المكونات لأعلى وتُضغط عبر حدود اللب والوشاح إلى محيط الصهارة، حيث تذوب.
تُغير هذه المادة المضافة التركيب الكيميائي للصهارة بطريقة تُساعد على تكوين البريدجمانيت والسيفرتيت الغنيين بالسيليكات، واللذين يهيمنان على الطبقة السفلية بينما تبقى مستويات الفيروبيريكليز منخفضة.
حتى في أعماق الكوكب، حيث ترتفع درجات الحرارة والضغوط إلى أقصى حد، يمكن لهذه البُنى أن تستمر على مدى عمر الأرض الممتد لـ 4.5 مليار عام، حيث تتجمع تدريجيًا بفعل الحمل الحراري لتُشكل هياكل البقع التي يكتشفها العلماء في البيانات الزلزالية اليوم.
هذا أمرٌ مذهل، ويُعيد طرح فكرة محيط الصهارة كتفسيرٍ معقول لهذه الكتل الكبيرة والكثيفة المدفونة عميقًا تحت سطح الأرض.
المصدر: دراسة في مجلة Nature Geoscience.
اقرأ أيضا:
