لماذا اللب الداخلي صلب والخارجي سائل

لماذا اللُّب الداخلي صلب والخارجي سائل؟

يتكوّن اللُّب الداخلي (بالإنجليزية: Inner Core) واللب الخارجي (بالإنجليزية: Outer Core) من الحديد والنيكل، وقد تم تفسير وجود اللُّب الداخلي بالحالة الصلبة والخارجي بالحالة السائلة اعتمادًا على تأثر المادة بجميع حالاتها (الصلبة، السائلة، الغازيّة) بحرارة وضغط الوسط المتواجدة فيه، حيث تتغير حالة المواد بما فيها الحديد والنيكل من الحالة السائلة إلى الصلبة عند درجات الحرارة المنخفضة أو عند وقوعها تحت الضغط المرتفع، حيث تترابط ذرات المادة بصورة أقوى في الحالة الصلبة من ترابطها معًا في الحالة السائلة، ولذلك فإن وقوع المادة السائلة تحت الضغط المرتفع يؤدي إلى تجميع ذراتها، وتلاحمها بصورة أكبر مما يجعلها تتحول للحالة الصلبة.^[١]

هذا هو تمامًا ما تم التوصُّل إليه في تفسير الحالة السائلة في اللُّب الخارجي والحالة الصلبة في اللُّب الداخلي؛ حيث يعود ذلك إلى الضغط المرتفع جدًا الذي يقع على اللُّب الداخلي، والذي يؤدي إلى تواجد الحديد والنيكل المكونات للُّب الداخلي بالحالة الصلبة، بالرغم من وقوعه تحت درجات حرارة مرتفعة جدًا؛ إلا أن الضغط الشديد أدّى إلى تلاحم الذرات بصورة قويّة جدًا، وبالرغم من وقوع اللب الخارجي تحت ضغط مرتفع، إلا أنه غير كافي لجعل النيكل والحديد يظهران بالحالة الصلبة؛ مما يجعل اللب الخارجي للأرض يظهر بحالةٍ سائلة، وفيما يأتي شرح فصل لكلٍ من اللب الداخلي والخارجي:^[١]

اللُّب الداخلي الصلب

يُمثل اللُّب الداخلي كرة ساخنة كثيفة تتكون غالبًا من الحديد، ويبلغ نصف قطر هذه الكرة 1220 كيلومتراً، وحرارتها الداخليّة 5200 درجة مئوية، وتقع تحت ضغط يبلغ حوالي 3.6 مليون ضغط جوّي، ويشار إلى أن درجة حرارة اللب الداخلي أعلى بكثير من درجة انصهار الحديد، إلا أن الكثافة العالية والضغط الشديد يمنعان الحديد من التحوّل للحالة السائلة، وبسبب هذه الظروف الخاصة فإن اللب الداخلي يحافظ على حالته الصلبة، ويُفضل بعض العلماء تفسير الأمر بأن اللُّب الداخلي هو مادة تتصرف على أنها مادة صلبة كالبلازما.^[٢]

يقوم اللُّب الخارجي السائل بفصل اللُّب الداخلي الصلب عن بقية أجزاء كوكب الأرض، ويدور اللُّب الداخلي بطريقةٍ مختلفةٍ نوعًا ما عن السطح حيث يدور باتجاه الشرق كما في السطح، ولكن بسرعة أعلى نسبيًّا؛ مما يؤدي إلى دوران إضافي للكوكب كل 1000 سنة تقريبًا.^[٢]

اللُّب الخارجي السائل

هذا الجزء من اللُّب يتكون أيضًا من الحديد والنيكل، ولكن على عكس اللُّب الداخلي الصلب؛ فإن الحديد والنيكل المتواجدين في اللّب الخارجي يظهران في الحالة السائلة، ويعود ذلك إلى الحرارة المرتفعة جدًا للُّب الخارجي والناتجة من التحلل الإشعاعي لعنصريّ اليورانيوم والثوريوم الذي يؤدي إلى تسخين الحديد والنيكل وانصهارهما، بالإضافة إلى الحرارة الناتجة من العمق الكبير الذي يتواجد فيه اللُّب الخارجي، حيث إن الضغط والحرارة يرتفعان مع الزيادة في العمق، ويمتد اللُّب الخارجي من عمق 2880 إلى 5180 كيلومتراً تحت سطح الأرض.^[٣]

يتميّز اللُّب الخارجي بدرجة الحرارة المرتفعة جدًا، حيث تتراوح درجة حرارة الحديد والنيكل في اللُّب الخارجي من 4500 إلى 5500 درجة مئوية، ولكن الجزء الأعلى حرارةً في اللُّب ككُل موجود في منطقة انقطاع بولن (بالإنجليزية: Bullen Discontinuity) حيث تصل درجة الحرارة فيه إلى 6000 درجة مئوية،^[٢] ومن الجدير بالذكر أن حركة المكونات السائلة قليلة اللُّزوجة في اللُّب الخارجي تولّد تيّارات كهربائية؛ والتي بدورها تولّد المجال المغناطيسي للأرض.^[٣]