يمكن للمياه من سطح الأرض أن تجد طريقها إلى أعماق الأرض، ويشرح بحث جديد كيف يغير هذا الماء الذي يصل إلى النواة المنطقة الخارجية من اللب المعدني السائل، ويمكن أن يفسر هذا الاكتشاف وجود طبقة رقيقة من المواد داخل الكوكب والتي حيرت الجيولوجيين لعقود من الزمن.
نقل المياه إلى الوشاح السفلي للأرض
تتكون القشرة الأرضية من صفائح تكتونية تتصادم وتنزلق تحت بعضها البعض، وعلى مدى مليارات السنين، قامت مناطق الاندساس هذه بنقل المياه إلى الوشاح السفلي.
التفاعلات الكيميائية على الحدود الأساسية للوشاح السفلي
عندما تصل هذه المياه إلى الحدود الأساسية للوشاح، على عمق حوالي 2900 كيلومتر تحت السطح، فإنها تؤدي إلى تفاعل كيميائي قوي، حيث أظهر فريق من كوريا الجنوبية والولايات المتحدة وألمانيا أن هذا يخلق طبقة عليا غنية بالهيدروجين، ويرسل السيليكا إلى الوشاح السفلي.
التفاعل الأساسي على الوشاح السفلي يولد السيليكات
ويقول عالم المواد، الدكتور دان شيم، من جامعة ولاية أريزونا: " لسنوات عديدة، كان يُعتقد أن تبادل المواد بين لب الأرض ووشاحها ضئيل"، وأضاف: "ومع ذلك، فإن تجاربنا الأخيرة تحت الضغط العالي تكشف قصة مختلفة، فقد وجدنا أنه عندما يصل الماء إلى الحدود بين اللب والوشاح، فإنه يتفاعل مع السيليكون في اللب، مكونًا السيليكات".
يلعب مزيج الحديد والنيكل الموجود في اللب الخارجي دوراً مهماً في توليد المجال المغناطيسي للأرض، والذي يحمي بشكل أساسي الحياة على كوكب الأرض من الرياح الشمسية والإشعاع، ولذلك، من المهم أن نفهم كيف تعمل الأجزاء الداخلية للأرض وكيف تطورت مع مرور الوقت.
منذ عقود مضت، قام الباحثون بتسجيل الموجات الزلزالية عبر المناطق المنصهرة في الأرض بتوثيق طبقة رقيقة تزيد سماكتها عن بضع مئات من الكيلومترات، ولكن حتى الآن لم يعرف أحد من أين جاءت هذه الطبقة التي تم تسميتها باسم "E Prime" أو الطبقة "E".
وكتب الباحثون: "نقترح أن مثل هذا التبادل الكيميائي بين اللب والوشاح على مدى ملايين السنين من نقل المياه إلى الأعماق ربما يكون قد ساهم في تكوين الطبقة الأولية المفترضة E".
رسم علماء الزلازل بعض الميزات غير العادية التي تشير إلى أن هذه الطبقة المعدنية السائلة المتغيرة هي أقل كثافة ولها سرعات زلزالية أبطأ، ويُعتقد أن اختلافات الكثافة هذه تتضمن تركيزات مختلفة من العناصر الخفيفة، مثل الهيدروجين أو السيليكون.
المصدر: جامعة أريزونا