اسرار و رموز زير پوسته زمين

در حالي که اطلاعات اندکي تاکنون درباره مرکز کره زمين در اختيار بوده، هم‌اکنون داده‌هاي مربوط به زمين‌لرزه‌ها ثابت مي‌کند که مرکزي‌ترين و دروني‌ترين لايه کره زمين واقعا سخت است.
هر چند زلزله 5/7 ريشتري در موزامبيک در قاره آفريقا در فوريه سال 2006 ميلادي، خسارات مالي بزرگي به جاي گذاشت و دو نفر نيز جان سپردند، اما دانشمندان ژاپني توانستند از اين زلزله به سود تحقيقات خود استفاده کنند.

شبکه‌اي از دتکتورهاي بسيار حساس در ژاپن، امواج زمين‌لرزه موزامبيک را ثبت کردند و زمين شناسان بر پايه اين داده‌ها که به تازگي در نشريه علمي طبيعت منتشر کرده‌اند، کيفيت داخلي‌ترين و مرکزي‌ترين لايه و بخش زمين را کشف کردند که يکي از رموز و اسرار بزرگ زمين است.

از آنجا که يک سوند کاوشگر و تحقيقي در مسير 6400 کيلومتري تا مرکز زمين تحت تأثير گرماي شديد ذوب و در فشار عظيم نرم و له مي‌شود، پژوهشگران نمي‌توانند چنين سوندي را به سادگي به مرکز زمين بفرستند.
چنين کاوشگري بايد نخست از سه هزار کيلومتر لايه سنگي و سخت زمين و سپس يک قشر آهنين مايع دو هزار کيلومتري و آتشين گذر کرده تا به مرکزي‌ترين و دورني‌ترين لايه و سپس به هسته زمين برسد.

اين در حالي است که هسته زمين با 6700 درجه سانتيگراد حتي داغتر و گرمتر از سطح خورشيد است و بايد يک مايع آتشين باشد، اما فشار توده زمين هسته آن را به يک گلوله آهنين سخت و محکم تبديل کرده است.
اين تئوري، يک ديدگاه و نظر علمي است و هنوز ثابت نشده است که مرکز و هسته زمين، واقعا سخت و محکم است و صرفا غيرمستقيم و با تجزيه و آناليز امواج زمين، مي‌توان چنين امري را ثابت کرد.

از آنجا که امواج از مرکز يک زلزله به سمت وسط زمين پيش مي‌روند، ويژگي‌هاي خود را در مرز بين هسته‌ آهنين سخت و مايع تغيير مي‌دهند. در انتهاي ديگر زمين و در نقطه‌اي که امواج در نهايت مي‌رسند، مي‌توان نشانه‌هاي زمين‌لرزه را با خصوصيات خاصي ثبت کرد و اصطلاحا انگشت‌نگاري زلزله‌اي يک هسته سخت و محکم را ثبت کرد.

بر پايه گزارش«جيمز وکاي»، کارشناس زلزله از دانشگاه بريستول انگليس و همکارانش در نشريه طبيعت، اين پژوهشگران که چندين سال در جستجوي اين‌گونه علامت‌ها و نشانه‌هاي زمين هستند، داده‌ها و علامت‌هاي ثبت شده در شبکه سنسور ژاپن به نام «اچ.آي.- نت» را نيز بررسي کردند.
از آنجا که چنين علامت‌هايي پس از گذر از چند هزار کيلومتر از مرکز زمين تا سطح آن، صرفا ‌اندکي از انرژي خود را دارا هستند، اندازه‌گيري چنين علامت‌هايي در حالت عادي بسيار سخت است.
پژوهشگران براي دسترسي به اين اطلاعات که آيا هسته داخلي زمين سخت و محکم است، بايد از درون داده‌هاي ثبت شده، راه امواج را مجزا و فيلتر کنند.

شبکه سنسور در ژاپن حتي همه امواج زمين‌لرزه‌اي را رديابي و ثبت کرده است که از راه‌هاي ديگر از لايه‌هاي زمين گذر كرده‌اند و مي‌توان آنها را با صداي مهيب قطارها روي ريل، صداي تکان دادن درختان توسط باد به سادگي اشتباه گرفت که هميشه زمين را تکان مي‌دهند.
اما «يوآخيم ريتر»، متخصص فيزيک زمين در دانشگاه فني کارلسروهه معتقد است که «وکاي» توانسته است خوشبختانه امواج واقعي زمين‌لرزه و تکان‌هاي ديگر داخل زمين را از يکديگر تفکيک کند. ريتر نتايج تحقيقات وکاي را داراي قابليت علمي خواند و تأکيد کرد: بيش از هفتصد سنسور شبکه‌ اندازه‌گيري ژاپن که در عمق زمين قرار داشته‌اند، به ندرت تکان‌ها و مزاحمت‌هاي سطح زمين را احساس و رديابي و ثبت کرده‌اند.

اين ژئوفيزيکدان آلماني در عين حال مي‌گويد: مسأله سخت و محکم بودن هسته داخلي زمين، اصلا يک موضوع مهيج و داغي نيست و در حقيقت، بحثي در اين باره نيست که هسته زمين سخت است.
ريتر افزود: موضوع کيفيت ترکيب مرکز زمين، مهمتر از مطالعاتي است که يک ماهيت سخت براي مرکز زمين قايل است.

اين ژئوفيزيکدان دانشگاه کارلسروهه مي‌گويد: بشر هنوز کيفيت ترکيب مرکز زمين را نمي‌داند و در اين مورد همچنان در ناآگاهي است، به گونه‌اي که پژوهشگران بر اين باورند که لايه آهنين در مرکز زمين، سريعتر از بقيه زمين مي‌چرخد، اما علت اين امر براي دانشمندان نامشخص بوده و احتمالا اين است که فلز در همه نقاط از کيفيت و خصوصيت مساوي برخوردار نيست.
«کنت کره آگر»، زمين‌شناس دانشگاه واشنگتن در سياتل مي‌گويد: هسته دروني و داخلي زمين، براي خود جهاني دارد و احتمالا ساختار کريستالي ميکروسکپي که لايه آهنين و سخت در آن هست، در همه جا مساوي و مشابه نيست.

«کره آگر» افزود: ما براي نمونه احتمال مي‌دهيم که نيمه گلوله غربي و شرقي زمين نيز با يکديگر تفاوت دارند.
کره آگر نيز داده‌هاي وکاي را به ويژه از اين جهت جالب مي‌داند که امواج زمين‌لرزه موزامبيک در آن دو بار ثبت شده‌اند. نخستين نشان و علامت اين امواج زلزله پس از يک سفر 5/29 دقيقه اي به ژاپن مي‌رسد و صرفا 7 ثانيه بعد، دومين نشان اين امواج ظاهرا پس از گذر از هسته دروني زمين به ژاپن مي‌رسد.

از آنجا که دومين بخش امواج از يک لايه ديگر گلوله فلزي گذر کرده که ويژگي ديگري دارد، سرعت آن کمتر بوده است.
از ديدگاه پژوهشگران، کيفيت ترکيب مرکز آهنين زمين ما، براي اين کره اهميت دارد. در حالي که هسته سخت و محکم زمين همواره رشد مي‌کند، لايه و قشر و جداره خارجي هسته را گرم و داغ مي‌کند که از آهن مايع است. فلز در اثر اين انرژي، در لايه‌هاي زمين جريان يافته و سرانجام حوزه مغناطيسي زمين را ايجاد مي‌کند.

پژوهشگران براي درک اين به اصطلاح «دينامو»، مي‌خواهند داده‌ها و اطلاعات بيشتري درباره ساختار و ساختمان هسته سخت زمين به دست آورند.
ريتر اميد دارد که داده‌ها و‌ اندازه‌گيري‌هاي وکاي، از راه مشاهدات زيادي در ديگر نقاط زمين تکميل شود، اما براي دسترسي به چنين مشاهداتي، بايد در چند نقطه ديگر زمين، زلزله‌هاي خطرناکي رخ دهد تا بتوان تصويري از هسته زمين به دست آورد.

ترجمه: مرتضي جواديان
منبع: نشريه آلماني سايت، سيزدهم اوت 2008