خبر یزد - زومیت / دانشمندان با بررسی ساختارهای گوشته و نشت مواد از هسته، آثاری از تعاملات اولیه زمین کشف کردهاند که ممکن است توضیح دهد چرا سیاره ما میزبان حیات است.
ساختارهای عظیمی که در محل برخورد هسته و گوشتهٔ زمین قرار دارند و عبور امواج لرزهای از آنها را کند میکنند، ممکن است نقش کلیدی در فراهم کردن شرایط حیات روی زمین داشته باشند. چنانچه این نظریه درست باشد، میتوان گفت سیارهٔ ما و شرایط زندگی که بر آن وجود دارد، نتیجهٔ مجموعهای از رویدادهای غیرقطعی و تصادفی بوده است.
بازار ![]()
زمینلرزهها امواج لرزهای تولید میکنند که در سراسر زمین حرکت میکنند و هنگام عبور از مواد یا ساختارهای متفاوت، مسیرشان خمیده میشود، سرعتشان کاهش مییابد یا منعکس میشوند. همین رفتار امواج است که به دانشمندان نشان داده است هستهٔ زمین شامل بخش داخلی جامد و بخش بیرونی مایع است.
همانطور که آیافال ساینس توضیح میدهد، زمینشناسان با تحلیل گسترده دادههای لرزهای از نقاط مختلف جهان، به وجود دو منطقهٔ بسیار بزرگ در پایهٔ گوشته زمین پی بردهاند که مناطقی به اندازهٔ قاره هستند که به آنها مناطق وسیع با سرعت برشی پایین (LLVP) گفته میشود. داخل این مناطق نیز بخشهایی با سرعت لرزهای بسیار پایین وجود دارند که محققان آنها را «ناحیههای فوقالعاده کمسرعت» مینامند.
دانشمندان میگویند مقداری از مواد هسته به این لایه نفوذ کرده و باعث شکلگیری ساختار ناهمگون گوشتهٔ زمین شده است.
دههها، این مناطق در اعماق زمین معما بودند، اما در سالهای اخیر ایدههایی دربارهٔ علت شکلگیری آنها و اثرشان بر لایههای بیرونی زمین ارائه شده است و تفاوتهای میان این دو منطقه نیز مورد بررسی قرار گرفته است.
تازهترین مطالعه ادعا میکند بدون این مناطق عظیم در گوشته، شاید انسانها هرگز وجود نمیداشتند تا بتوانند آنها را مطالعه کنند. دکتر یوشینوری میازاکی از دانشگاه راتگرز، نویسندهٔ مطالعه در بیانیهای گفت: «اینها عجایب تصادفی نیستند بلکه آثاری از تاریخ اولیهٔ زمین هستند. اگر بتوانیم بفهمیم چرا وجود دارند، میتوانیم دریابیم که سیارهٔ ما چگونه شکل گرفته و چرا قابل سکونت شده است.»
میازاکی معتقد است اهمیت مناطق LLVP در پارادوکس خنک شدن اقیانوس ماگما نهفته است. پس از برخورد عظیمی که ماه را شکل داد، زمین فوقالعاده داغ شد و این حرارت، سیاره را به اقیانوس عظیمی از ماگما تبدیل کرد. با گذر زمان، این ماگما به تدریج خنک شد و مدلهای علمی پیشبینی میکنند در جریان این فرایند، گوشتهٔ زمین باید به لایههایی با ترکیب شیمیایی و چگالی متفاوت تقسیم میشد. اما آنچه امواج لرزهای نشان میدهند، تصویر متفاوتی ارائه میکند: به جز مناطق LLVP، گوشته عمدتاً یکپارچه است و به خوبی مخلوط شده است و تفاوتهای واضحی بین لایهها دیده نمیشود.
میازاکی می گوید: «قطعهای از پازل کم بود». او و همکارانش به این نتیجه رسیدند که بخش گمشده ممکن است نشت مواد از هستهٔ زمین باشد. اگر مرز میان هسته و گوشته کاملاً غیرقابل نفوذ نباشد و عناصری مانند سیلیکون، تنگستن و منیزیم بتوانند وارد گوشته شوند، غلظت آهن در لایهٔ پایینی گوشته که معمولاً خیلی چگال است، کمتر میشود. مناطق LLVP در واقع ترکیبی از باقیماندههای اقیانوس ماگمای اولیه و موادی هستند که از هسته نشت کردهاند. این ترکیب آهن بیشتری نسبت به کل گوشته دارد، اما به اندازهٔ پیشبینی مدلهایی که نشت هسته را در نظر نمیگیرند، غنی نیست.
منطقه با سرعت برشی پایین اقیانوس آرام، که نواحی بسیار کندی در آن پراکنده است، کمتر شناخته شده اما به همان اندازه مهم است.
گرچه این موضوع برای دانشمندانی که تخصصشان مرکز زمین است بسیار جالب است، ارتباط آشکاری با زندگی روی سطح زمین ندارد. بااینحال، میازاکی و همکارانش معتقدند این مناطق باعث ایجاد نقاط داغ آتشفشانی مانند هاوایی میشوند. به گفتهٔ آنها، ترکیب شیمیایی گدازهها در این نقاط با مدل آنها بهتر همخوانی دارد تا با مدلهای جایگزین. این نقاط داغ، علاوه بر خلق مناظر طبیعی شگفتانگیز، مواد گوشته ازجمله موارد ضروری برای حیات را وارد اقیانوسها و جو زمین میکنند.
مناطق وسیع با سرعت برشی پایین باعث ایجاد نقاط داغ آتشفشانی مانند هاوایی میشوند و مواد ضروری برای حیات را به اقیانوسها و جو زمین منتقل میکنند
میازاکی میگوید: «زمین دارای آب، حیات و جوی نسبتاً پایدار است. جو سیاره زهره صد برابر غلیظتر از زمین است و عمدتاً از دیاکسید کربن تشکیل شده، و مریخ جو بسیار رقیقی دارد. ما هنوز کاملاً نمیدانیم دلیل این تفاوتها چیست. اما آنچه درون یک سیاره رخ میدهد، میتواند بخش بزرگی از پاسخ این پرسش باشد.»
مسیر پیشنهادی نویسندگان از هسته تا جو پایدار و شیمی سطحی غنی هنوز فرضی است و بخشهایی از آن ثابت نشده است. بااینحال، این مطالعه زمینهای برای بررسی صحت این فرضیه فراهم میکند. دکتر جی دنگ از دانشگاه پرینستون، نویسندهٔ نخست مقاله میگوید: «پژوهش حاضر به خوبی نشان میدهد چگونه ترکیب علم سیارهای، ژئودینامیک و فیزیک کانیها میتواند به حل برخی از قدیمیترین اسرار زمین کمک کند. این ایده که گوشتهٔ عمیق میتواند هنوز حافظهٔ شیمیایی تعاملات اولیهٔ هسته و گوشته را در خود نگه دارد، راههای جدیدی برای درک تکامل منحصر به فرد زمین باز میکند.»»
میازاکی میافزاید: «گرچه شواهد بسیار اندک است، کمکم تصویری منطقی از تاریخ زمین شکل میگیرد. مطالعه جدید کمک میکند بهتر بفهمیم زمین چگونه تکامل یافته و چرا تا این حد منحصربهفرد است.»
مطالعه در ژورنال Nature Geoscience منتشر شده است.