الكربون يفتح أسرار قلب الأرض والمجال المغناطيسي
دور الكربون في تشكل قلب الأرض الداخلي
كشفت دراسة جديدة أجريت في جامعتي أوكسفورد وليدز وكلية لندن الجامعية عن أن الكربون كان له دور حاسم في تشكيل قلب الأرض الداخلي الصلب. يتكون هذا اللب من الحديد الذي تجمد تدريجياً في أعماق الأرض، وفي حالة عدم وجود هذا العنصر الحيوي، لم يكن من الممكن أن يتشكل القلب الصلب، مما كان سيؤثر سلباً على المجال المغناطيسي الذي يحمي الكوكب والحياة على سطحه.
التكوين الجيولوجي لب الأرض
لب الأرض يتكون من قلب داخلي صلب محاط بقلب خارجي منصهر. على مر العقود، تساءل العلماء كيف بدأ هذا اللب في التبلور قبل ملايين السنين. الحديد النقي يحتاج إلى تبريد يتجاوز 800 درجة مئوية ليصبح صلباً، وبالتالي إذا حدث ذلك، لكان قلب الأرض أكبر بكثير مما نراه اليوم، كما انهار المجال المغناطيسي. ومع ذلك، تشير الأبحاث الجيوفيزيائية إلى أن التبريد لم يتجاوز 250 درجة مئوية تحت نقطة الانصهار.
نتائج الدراسة العلمية
استخدم الباحثون محاكاة حاسوبية فائقة الدقة شملت 100,000 ذرة تحت درجات حرارة وضغوط تحاكي ظروف باطن الأرض. أظهرت النتائج أن العناصر مثل السيليكون والكبريت تبطئ من عملية التجمد، بينما الكربون يسرعها.
- عند احتواء اللب على 2.4% كربون، كان التبريد المطلوب للتجمد 420 درجة مئوية (أعلى من الحد الفعلي).
- لكن عند 3.8% كربون، انخفضت الحاجة إلى 266 درجة مئوية، وهو ما يتوافق مع الواقع الجيولوجي.
أهمية الكربون في تكوين لب الأرض
تشير هذه النتائج إلى أن نسبة الكربون في نواة الأرض قد تكون أعلى مما كان يُعتقد سابقاً، مما يدل على أن وجوده كان حاسماً في بدء عملية التبلور. توفر هذه الدراسة لمحة نادرة عن كيمياء أعماق الأرض والتي يصعب الوصول إليها بشكل مباشر.
يقول الدكتور ألفريد ويلسون، المؤلف الرئيسي من جامعة ليدز: “من المثير أن نرى كيف تتحكم العمليات الذرية في البنية الأساسية وديناميكيات كوكبنا. يساعدنا فهمنا لتكون القلب الداخلي في استيعاب ماضي الأرض والتنبؤ بمستقبلها”.
