الماء المتسرب إلى لب الأرض ربما أدى إلى ولادة طبقة غامضة تنتج الكريستال

أفاد علماء بأنهم ربما اكتشفوا أخيرا سبب الطبقة الغامضة المكونة من الكريستال والتي تحيط بنواة الأرض، "المياه المتسربة" التي تتدفق من سطح الأرض وتتفاعل مع اللب المعدني لكوكبنا.

وفي التسعينيات، اكتشف الجيولوجيون طبقة رقيقة تحيط باللب الخارجي (أو النواة الداخلية) للأرض، وهي عبارة عن محيط دوار من المعدن السائل يحيط باللب الداخلي الصلب.

ويبلغ سمك الطبقة، التي يطلق عليها اسم الطبقة E-prime، أو الطبقة E، أكثر من 100 كم (60 ميلا)، وهي ضئيلة نسبيا مقارنة بالأجزاء الأخرى من باطن الأرض، وتقع على عمق نحو 2900 كم (1800 ميل) تحت سطح الأرض.

وقد افترض العلماء سابقا أن الطبقة E قد خلفتها الصهارة القديمة الغنية بالحديد. وافترضت نظريات أخرى أنها تسرب من اللب الداخلي أو تشكلت في أثناء اصطدام الأرض بكوكب أولي أدى إلى ولادة القمر وترك أجزاء من العالم الوليد داخل الأرض. ولكن لم يتم قبول أي من هذه الأفكار على نطاق واسع.

وفي دراسة جديدة نُشرت في 13 نوفمبر في مجلة Nature Geoscience، اكتشف العلماء أن الطبقة E قد تكونت على الأرجح بواسطة الماء الذي يتسرب من سطح الأرض عن طريق انغماس أو غرق الصفائح التكتونية، ثم يتفاعل مع السطح المعدني للب الخارجي.

وإذا كانت النتيجة الجديدة صحيحة، فهذا يعني أن الطبقة E قد أنتجت كميات كبيرة من بلورات السيليكا كمنتج ثانوي لهذا التفاعل، والتي تم تغذيتها في الوشاح - الطبقة الضخمة من الصهارة التي تقع بين اللب الخارجي والقشرة الخارجية للأرض.

وفي الدراسة، أجرى الباحثون سلسلة من التجارب المعملية لتكرار كيفية تفاعل الماء مع اللب الخارجي تحت ضغط شديد. وكشف هذا أن الهيدروجين الموجود في الماء يحل محل السيليكا داخل المعدن السائل، ما يدفع السيليكا إلى الخروج من المعدن على شكل بلورات (كريستال). ومن ثم، فمن المحتمل أن تكون الطبقة E عبارة عن طبقة غنية بالهيدروجين ومستنفدة للسيليكا في اللب الخارجي، وهو ما يتعارض مع الافتراضات السابقة حول تكوينها.

ويعتقد العلماء أن الأمر ربما استغرق أكثر من مليار سنة حتى تصل الطبقة E إلى سمكها الحالي، ما يعني أنها قد تكون أقدم من النواة الداخلية، التي تصلبت منذ نحو مليار سنة.

ويعد الاكتشاف الجديد علامة أخرى على أن فهمنا الحالي لكيفية تفاعل اللب الخارجي والوشاح بعضهما مع بعض قد يكون غير مكتمل.

جدير بالذكر أنه في سبتمبر 2022، اكتشف الفريق البحثي نفسه أن المياه المتسربة يمكن أن تتفاعل مع خزانات كبيرة من الكربون في اللب الخارجي لإنشاء "مصانع" ألماس عملاقة بالقرب من حدود اللب والوشاح.