نیرویی پنهان در اعماق زمین که بر طول روز تأثیر می‌گذارد
باشگاه خبرنگاران جوان؛ جواد فراهانی - مطالعه‌ای که توسط دو پژوهشگر از دانشگاه آلبرتا انجام شده، وجود نیرویی پنهان را در اعماق زمین آشکار کرده است؛ نیرویی که ممکن است بر سرعت چرخش سیاره تأثیر گذاشته و موجب تغییری جزئی در حد چند میلی‌ثانیه در طول روز شود.
هوی‌فانگ ژانگ و متیو دامبری، فیزیکدانان این پژوهش، داده‌های ثبت‌شده بین سال‌های ۱۹۶۴ تا ۲۰۱۹ را تحلیل کردند. آنها داده‌های لرزه‌نگاریِ مورد استفاده برای ردیابی چرخش هسته داخلی را با مدل‌هایی از حرکت هسته بیرونیِ مایع که بر اساس تغییرات میدان مغناطیسی زمین بازسازی شده بودند تلفیق کردند.
این پژوهشگران پس از در نظر گرفتن سایر عوامل مؤثر بر چرخش زمین نظیر بادها، جریان‌های اقیانوسی و تأثیر بلندمدت ماه تغییرات باقی‌مانده در طول روز را با اثرات سه سازوکار مختلف مقایسه کردند.
نتایج نشان داد که برهم‌کنش گرانشی میان هسته داخلی زمین و گوشته (mantle) پیرامون آن، سازگارترین توضیح را برای تغییرات مشاهده‌شده ارائه می‌دهد.
هسته داخلی، کره‌ای بسیار داغ و متراکم متشکل از آهن و نیکل است، اما شکلی کاملاً کروی ندارد. به‌علاوه، توزیع جرم در گوشته نیز یکنواخت نیست. هم‌زمان با چرخش هسته داخلی، برهم‌کنش میان این توزیع‌های نامتوازنِ جرم، پدیده‌ای موسوم به «گشتاور گرانشی» ایجاد می‌کند. این گشتاور می‌تواند سرعت چرخش زمین را اندکی افزایش یا کاهش دهد و در نتیجه، مدت‌زمان لازم برای یک چرخش کامل سیاره به دور محور خود و به تبع آن، طول روز را تغییر دهد.
پژوهشگران این اثر را با الگویی از تغییرات در چرخش زمین مرتبط دانستند که چرخه‌ای تقریباً ۷۰ ساله را در بر می‌گیرد. آنها همچنین دریافتند که هسته داخلی، علی‌رغم جامد بودن، می‌تواند در واکنش به نیرو‌های پیرامونی به‌آرامی تغییر شکل دهد.
محاسبات نشان داد که فرضِ صلبیت کامل هسته داخلی با تغییرات مشاهده‌شده همخوانی چندانی ندارد؛ اما زمانی که مدل امکان تغییر شکل تدریجی را در نظر می‌گرفت، نتایج با داده‌ها سازگارتر می‌شدند. بر اساس بهترین برآوردها، این تغییرات در بازه‌ای ۸ تا ۱۰ ساله رخ می‌دهند، هرچند دامنه احتمالی آن می‌تواند بین ۲ تا ۳۱ سال متغیر باشد.
این مطالعه همچنین به احتمال وجود لایه‌ای غنی از آهن و رسانای الکتریسیته با ضخامت تقریبی دو کیلومتر در نزدیکی مرز زیرین گوشته (مانتل) اشاره دارد؛ لایه‌ای که در کنار توده‌هایی از مواد داغ‌تر قرار گرفته و از نظر شیمیایی با محیط پیرامون خود متفاوت است. پژوهشگران این مواد را به‌طور مستقیم مشاهده نکردند، بلکه حضور آنها را از طریق مدل‌سازی و محاسبات استنباط کردند.
با وجود اهمیت این یافته‌ها، پژوهشگران هشدار می‌دهند که نباید این الگوی ۷۰ ساله را چرخه‌ای منظم و قطعی تلقی کرد؛ چرا که هنوز مشخص نیست آیا این الگو در گذر زمان تکرار می‌شود یا صرفاً بازتاب‌دهنده شرایطی خاص در همان هفت دهه‌ای است که داده‌ها پوشش می‌دهند.
علاوه بر این، نتایج حاصله به مدل‌هایی متکی است که حرکت هسته داخلی و هسته خارجیِ مایع را توصیف می‌کنند؛ به‌طوری که در صورت استفاده از مدل‌های متفاوت، برخی برآوردها تا ۳۰ درصد اختلاف نشان می‌دادند. این مطالعه تمامی نوسانات طول شبانه‌روز به‌ویژه تغییراتی که در بازه‌های زمانی ۱۰ تا ۳۰ ساله رخ می‌دهند را در نظر نمی‌گیرد؛ نوساناتی که ممکن است ارتباط تنگاتنگ‌تری با نیرو‌های مؤثر در مرز هسته و گوشته داشته باشند. با این حال، این پژوهش روشی تازه برای درک وقایع اعماق زمین ارائه می‌دهد و نشان می‌دهد که چگونه تغییرات جزئی در طول شبانه‌روز می‌تواند اطلاعاتی درباره حرکت، ترکیب و رفتار مواد در درون سیاره آشکار سازد.
منبع: دیلی میل
