وضعیت هسته آهنین سیاره زمین و همچنین شناسایی سایر ترکیبات سازنده این بخش، از بزرگ‌ترین اسرار علم زمین‌شناسی به شمار می‌رود. دانشمندان نمی‌توانند خود را به طور مستقیم به چنین جایی برسانند و به جمع‌آوری نمونه بپردازند.
از سوی دیگر برای کسانی که سعی در درک نحوه پیوند متقابل سیستم‌های ژئوفیزیکی پیچیده زمین دارند، کسب اطلاع از ساختار دقیق و وضعیت هسته آن، در بالاترین اولویت است.
هسته زمین، احتمالاً نه‌تنها نقش مهمی در حرکت آهسته قاره‌ها طی بازه‌های چند‌میلیون‌ساله ایفا می‌کند، بلکه در حفظ اکوسیستم‌های زنده سیاره ما هم مؤثر است، چراکه قلب متلاطم و آهن‌آلود سیاره زمین، عاملی برای حفظ میدان مغناطیسی آن نیز هست که موجودات زنده را از آسیب پرتوهای مهلک فضایی مصون می‌دارد. به‌علاوه، رازهای گرانبهایی از نحوه تشکیل زمین را هم درون خود دارد.
“تعیین خصوصیات آهن، به‌منزله وضع شاخص طلا- و به عقیده من شاخص آهن- برای توصیف رفتار هسته است”. این را جنیفر جکسون (Jennifer Jackson)، استادیار فیزیک معدنی مؤسسه فن‌آوری کالیفرنیا (کلتک) می‌گوید و می‌افزاید: “این، نقطه آغازی برای بحث‌های مربوط به ماهیت فعل و انفعالات حاکم بر ژرفنای زمین به‌شمار می‌رود. حوه توزیع دما، تاریخچه تشکیل سیاره و … همگی به هسته برمی‌گردد.”
قلب متلاطم و آهن‌آلود سیاره زمین، عاملی برای حفظ میدان مغناطیسی آن نیز هست که موجودات زنده را از آسیب پرتوهای مهلک فضایی مصون می‌دارد.
با این‌حساب چگونه می‌شود این بخش دورافتاده که بالغ بر دوهزار و ۹۰۰ کیلومتر در زیر سطح زمین قرار دارد را بررسی کرد؟ دانشمندان کلتک، با هدف درک بهتر این بخش از سیاره زمین، آهن را به کمک تأسیسات آزمایشگاهی در معرض اوضاع سخت و پرفشار درون زمین قرار داده‌اند. آن‌ها با قرار دادن آهن در بین قطعات کوچک الماس، آن را چنان به‌‌هم فشردند که فشار تولیدشده، به ۱/۷ میلیون برابر فشار هوا در سطح زمین رسید. پس این نمونه‌های تحت فشار را در معرض امواج صوتی قرار دادند و داده‌های به‌دست‌آمده را با نتایج حاصل از بررسی نحوه حرکت امواج لرزه‌ای در زمین، مقایسه کردند. این کار، اطلاعات گرانبهایی راجع به چگالی آهن و رفتارش تحت این شرایط دشوار را به ارمغان آورد و به دانشمندان در تعیین نقطه ذوب آهن در مرز هسته مایع بیرونی و هسته جامد درونی زمین، یاری کرد: چیزی در حدود شش‌هزار درجه سانتیگراد.
به‌گفته جکسون، این داده‌های تازه، به شناسایی ماهیت ترکیبات به نسبت سبک موجود در هسته که فرآیند همرفت را- به‌عنوان عاملی در حفظ میدان مغناطیسی زمین- موجب می‌شوند، کمک شایان توجهی می‌کند. اخیراً پژوهشی در آزمایشگاه ژئوفیزیک مؤسسه کارنگی آمریکا نشان داده بود که اکسیژن، از عناصر سازنده هسته زمین محسوب نمی‌شود، اما پژوهش تیم کلتک، احتمال وجود مقادیری اندک از این عنصر را رد نمی‌کند.
یتالین مورفی (Citalin Murphy)، از نویسندگان گزارش مربوط به این پژوهش، می‌گوید: “معدود گزینه‌هایی از عنصرهای نه‌چندان سنگین تشکیل‌دهنده هسته- مثل گوگرد، سیلیسیم، اکسیژن، کربن و هیدرون- وجود دارد که معمولاً هر پژوهشگری آن‌ها را مد نظر می‌گیرد. از این میان، اکسیژن و سیلیسیم طرفداران بیشتری دارند، اما هنوز هیچکس آن‌ها را با چنین دقتی مورد بررسی قرار نداده بود. پس این نقطه آغازی برای بررسی‌مان خواهد بود.”این گزارش، در شماره بیستم دسامبر نشریه علمی Geophysical Research Letters انتشار یافته است.
* منبع: OurAmazingPlanet
توضیح تصویر: شفق‌های رنگارنگ قطبی، در راستای قطبین مغناطیسی زمین و در فوقانی‌ترین لایه جو تشکیل می‌شوند، حال آنکه میدان مغناطیسی زمین خود محصول فعل و انفعالات ژرف‌ترین بخش سیاره، یعنی هسته‌اش است. منبع: NASA