كيف يحتفظ كوكب الأرض بحرارة في نواته؟
الثلاثاء 4 أبريل، 2023
https://arabi21.com/Content/Upload/E...6439721170.jpg
يمكن تشبيه كوكب الأرض بحبة البصل، لأنها تحتوي على طبقة تلو الأخرى؛ بدءًا من الأعلى إلى الأسفل، تتكون الأرض من القشرة، والتي تشمل السطح الذي تمشي عليه، ثم الوشاح ومعظمه من الصخور الصلبة.
ثم اللب الخارجي وهو مكون من الحديد السائل.
وأخيرًا اللب الداخلي المكون من الحديد الصلب، وكلما تعمقت في الغوص زادت السخونة، وهناك أجزاء من اللب الداخلي تكون سخونتها مثل سطح الشمس.
ويستخدم علماء الجيولوجيا تقنيات تصوير متقدمة لتصوير الهياكل الداخلية للأرض. وبدلاً من الموجات فوق الصوتية، يستخدم علماء الجيولوجيا الموجات الزلزالية، وهي الموجات الصوتية التي تنتجها الزلازل.
وعلى سطح الأرض، ترى الرمال والعشب والأرصفة والشوارع. وتحتها هناك الصخور، كبيرها وصغيرها. هذا كله جزء من القشرة التي قد تنخفض لمسافة تصل إلى 20 ميلاً (30 كيلومترًا)؛ وتطفو فوق طبقة تسمى الوشاح.
ويتحرك الجزء العلوي من الوشاح عادةً مع القشرة. ويُطلق عليهما معًا الغلاف الصخري، والذي يبلغ سمكه حوالي 60 ميلاً (100 كيلومتر) في المتوسط، على الرغم من أنه يمكن أن يكون أكثر سمكًا في بعض المواقع.
وينقسم الغلاف الصخري إلى عدة كتل كبيرة تسمى الصفائح. على سبيل المثال، تقع صفيحة المحيط الهادئ تحت المحيط الهادئ بأكمله، وتغطي صفيحة أمريكا الشمالية معظم أمريكا الشمالية. الصفائح تشبه قطع “البازل” التي تتلاءم مع بعضها تقريبًا وتغطي سطح الأرض.
الصفائح ليست ثابتة.
بل هي في حركة مستمرة. في بعض الأحيان تتحرك الصفائح بشكل طفيف جدا على مدار سنوات.
لكن في أوقات أخرى تكون الحركة أقوى، ومفاجئة أكثر.
هذا النوع من الحركة هو ما يتسبب في حدوث الزلازل والانفجارات البركانية.
وتتطلب حركة الصفائح وشاحًا ساخنًا. وبالفعل كلما تعمقت في الأرض ازدادت درجة الحرارة. في الجزء السفلي من الصفائح، على عمق حوالي 60 ميلاً (100 كيلومتر)، تبلغ درجة الحرارة حوالي 2400 درجة فهرنهايت (1300 درجة مئوية).
وبحلول الوقت الذي تصل فيه إلى الحد الفاصل بين الوشاح واللب الخارجي، والذي يقل بمقدار 1800 ميل (2900 كيلومتر)، تكون درجة الحرارة ما يقرب من 5000 فهرنهايت (2700 درجة مئوية).
ثم عند الحد الفاصل بين النوى الخارجية والداخلية، تتضاعف درجة الحرارة لتصل إلى ما يقرب من 10800 فهرنهايت (أكثر من 6000 درجة مئوية). هذا هو الجزء الساخن الذي يماثل درجة حرارة سطح الشمس.
في هذه الدرجة كل شيء تقريبًا – المعادن والماس والبشر – يتبخر إلى غاز. ولكن نظرًا لأن اللب يقع في مثل هذا الضغط الكبير في أعماق الأرض، فإن الحديد الذي يتكون منه يظل سائلاً أو صلبًا.
من أين تأتي كل هذه الحرارة؟
بينما تدفئنا وجميع النباتات والحيوانات على سطح الأرض، لا يمكن لضوء أشعة الشمس أن يخترق أميالا داخل باطن الأرض.
ويقول العلماء إن هناك نوعين من المصادر.
الأول هي الحرارة التي ورثتها الأرض أثناء تكوينها حيث تم إنتاج كمية هائلة من الحرارة أثناء الاصطدامات، بما يكفي لإذابة الأرض بأكملها.
وعلى الرغم من فقدان بعض هذه الحرارة في الفضاء، إلا أن ما تبقى منها كان محبوسًا داخل الأرض، حيث لا يزال الكثير منها حتى اليوم.
مصدر الحرارة الثاني: اضمحلال النظائر المشعة المنتشرة في كل مكان على الأرض.
النظائر المشعة ليست مستقرة. تطلق النظائر تيارًا ثابتًا من الطاقة التي تتحول إلى حرارة. البوتاسيوم -40، والثوريوم -232، واليورانيوم -235، واليورانيوم -238 هي أربعة من النظائر المشعة التي تحافظ على حرارة باطن الأرض.
قد تبدو بعض هذه الأسماء مألوفة لك. يستخدم اليورانيوم-235، على سبيل المثال، كوقود في محطات الطاقة النووية. وعلى الرغم من اختفاء معظم اليورانيوم-235 والبوتاسيوم الأصلي، إلا أن هناك ما يكفي من الثوريوم -232 واليورانيوم-238 لتستمر لمليارات السنين الأخرى. إلى جانب اللب الساخن والوشاح، توفر هذه النظائر المطلقة للطاقة الحرارة لدفع حركة الصفائح.
حتى الآن، تستمر الصفائح المتحركة في تغيير سطح الأرض، مما سيؤدي باستمرار إلى إنشاء أراضٍ جديدة ومحيطات جديدة على مدى ملايين ومليارات السنين المقبلة.
