اكتشاف عوازل حرارية طبيعية في باطن الأرض

اكتشف علماء صينيون مناطق غامضة في باطن الأرض على عمق نحو 2900 كيلومتر، بالقرب من حدود اللب والوشاح، تعمل كعازل حراري طبيعي هائل.

وتعرف هذه المناطق باسم مناطق السرعة المنخفضة جدا (ULVZs)، وهي صغيرة نسبيا لا يتجاوز قطرها مئات الكيلومترات، وتثير اهتمام علماء الجيوفيزياء بسبب سرعتها الزلزالية المنخفضة بشكل غير طبيعي وكثافتها العالية.

قرر علماء من أكاديمية العلوم الصينية وجامعة تايوان الوطنية دراسة تأثير هذه المناطق على التوازن الحراري للكوكب. واستخدم الباحثون مطيافية بصرية فائقة السرعة مع خلايا سندان الماس لتوليد ضغط ودرجة حرارة عالية جدا، وقاسوا الموصلية الحرارية للمعدن الرئيسي في هذه المناطق، وهو المغنيسيوفوستيت الغني بالحديد. وكانت النتيجة مفاجئة: إذ تبين أن هذه المادة تتميز بموصلية حرارية منخفضة جدا، أقل بكثير من صخور الوشاح المحيطة بها.

وأظهرت النماذج أن الخصائص الفريدة لمناطق ULVZs — السرعة المنخفضة، درجة الحرارة العالية، والكثافة العالية — تجعلها بمثابة 'أغطية حرارية' موضعية. فهي تبطئ بشكل ملحوظ انتقال الحرارة من اللب الساخن إلى الوشاح، مغيرة التوزيع المكاني للتيار الحراري، وقد تؤدي إلى تكوين طبقات حرارية موضعية في أعلى النواة.

ووفقا لمجلة Nature Communications، يحمل هذا الاكتشاف آثارا أساسية، إذ يؤثر التبادل الحراري عند حدود اللب والوشاح مباشرة على الحمل الحراري في اللب الخارجي السائل، الذي يولد المجال المغناطيسي للأرض (الدينامو الأرضي). وخصائص العزل الحراري لهذه المناطق يمكن أن تؤثر على استقرار المجال المغناطيسي، قطبيته، وتطوره على المدى الطويل، وهو ما يحمي الحياة على كوكب الأرض من الإشعاع الكوني.

ويؤكد العلماء أن هذا الاكتشاف ما هو إلا بداية لفهم أفضل للبنية الداخلية المعقدة للأرض، مشيرين إلى الحاجة لمزيد من البحث للحصول على صورة كاملة.