العلماء كشفوا اللغز.. ما سر القارتين العملاقتين في باطن الأرض؟

في اكتشاف جديد قد يغير فهمنا للوشاح العميق للأرض، توصل فريق بحثي دولي من المملكة المتحدة والولايات المتحدة إلى وجود كتلتين ضخمتين بحجم القارات مدفونتين في عمق الوشاح.. فما القصة؟

يكمن الاختلاف الرئيسي بين هاتين الكتلتين في كونهما ليستا متشابهتين كما كان يُعتقد سابقًا، مما قد يؤثر بشكل كبير على استقرار المجال المغناطيسي للأرض.

اكتشاف قارتين في باطن الأرض 

تم اكتشاف هاتين الكتلتين، المعروفتين باسم "المقاطعتين الكبيرتين منخفضتي السرعة" (LLVPs)، لأول مرة في الثمانينيات من القرن العشرين عندما لاحظ الجيولوجيون أن الموجات الزلزالية تنتقل عبر منطقتين في الوشاح السفلي بسرعة أبطأ بكثير مما كان متوقعًا. 

يبلغ ارتفاع كل منهما نحو 900 كيلومتر، وعرضها يمتد لآلاف الأميال، مما يجعلهما تغطيان معًا حوالي 25% من سطح نواة الأرض.

ظلت العلماء لفترة طويلة يعتقدون أن هذه الكتل تتكون من قشرة محيطية قديمة اندست في الوشاح، واعتُبر أن لهما خصائص فيزيائية متشابهة نظرًا لتشابه طريقة مرور الموجات الزلزالية خلالهما. 

ولكن، الدراسة الجديدة كشفت أن تكوينيهما وعمرهما يختلفان بشكل جوهري، ورغم تشابه درجات حرارتهما، إلا أن هذا الاختلاف في التركيب هو العامل الأساسي في فهم طبيعة هاتين الكتلتين.

التطور الجيولوجي لـ LLVPs

من أجل فهم تطور هذه الكتل مع مرور الزمن، استخدم الباحثون نموذجًا يجمع بين الحمل الحراري في الوشاح وإعادة بناء حركات الصفائح التكتونية خلال آخر مليار سنة. 

وقد كشفت المحاكاة عن اختلافات واضحة بين الكتلتين: الكتلة الأفريقية تتكون من مواد أقدم وتمتزج بشكل أفضل مع الوشاح المحيط بها، بينما الكتلة تحت المحيط الهادئ تحتوي على 50% من قشرة المحيط التي اندست خلال آخر 1.2 مليار سنة، مما يجعلها أكثر تجددًا.

تشير النماذج إلى أن كتلة المحيط الهادئ قد تلقت باستمرار قشرة محيطية جديدة على مدى الـ 300 مليون سنة الماضية، بسبب قربها من حزام النار، وهو حزام زلزالي وبركاني ضخم يحيط بالمحيط الهادئ. في المقابل، لم تتعرض الكتلة الأفريقية لنفس المعدل من التجديد، مما أدى إلى امتزاجها بشكل أكبر مع الوشاح المحيط بها وانخفاض كثافتها.

التأثيرات على المجال المغناطيسي للأرض

نظرًا لموقع LLVPs في عمق الوشاح وارتفاع درجات حرارتهما، فإنهما تؤثران بشكل مباشر على كيفية تبديد الحرارة من نواة الأرض. وفقًا للدراسة، فإن فقدان الحرارة من النواة يحدث بشكل أكبر في المناطق التي يكون فيها الوشاح العلوي أكثر برودة، مما يعني أن LLVPs تعيق هذه العملية.

يؤثر ذلك على الحمل الحراري في النواة الخارجية، وهي العملية المسؤولة عن توليد المجال المغناطيسي للأرض. في حال أصبح توزيع الحرارة غير متوازن، فقد يؤدي ذلك إلى انعكاس المجال المغناطيسي، مما قد يتسبب في إضعافه مؤقتًا، ويؤثر على أنظمة الاتصالات وشبكات الطاقة بالإضافة إلى القدرات الملاحية لدى بعض الحيوانات.

وأكد الباحثون أن هذه الاختلافات في الكثافة ينبغي أخذها في الاعتبار عند دراسة ديناميكيات الأرض العميقة وتطور المجال المغناطيسي. كما أشاروا إلى أهمية البحث عن بيانات إضافية، مثل ملاحظات الجاذبية الأرضية، لتأكيد الفرضيات المتعلقة بعدم تماثل الكتلتين.