اللب الداخلي (بالإنجليزية: Inner Core) هوالجزء الأعمق من الأرض، ويبلغ سمكه حوالي 2,414 كم، ويتكون بشكل أساسي من الحديد والنيكل، ويتميّز اللب الداخلي بأنّه شديد الحرارة إذ تتراوح درجات الحرارة فيها بين 4,000°-5,000° درجة مئوية، وبسبب تعرضه لضغط شديد، فإنّه يبقى صلبًا على الرغم من درجات الحرارة المرتفعة.[١]


كيفية تكون اللب الداخلي الصلب

تشكل اللب في وقت مبكر جدًا من تاريخ الأرض، إذ غرق الحديد المنصهر الأثقل نحو مركز الكوكب، وعندما برد الكوكب وتبددت حرارته الداخلية نحو السطح بدأ بعض الحديد المنصهر في التصلب لتكوين اللب الداخلي الكثيف والصلب، ويحافظ الضغط الهائل على صلابة اللب الداخلي في منطقة عند درجات حرارة حوالي 3,871° درجة مئوية وأعلى من ذلك بكثير، بحيث نما اللب الداخلي بثبات على مدى مليار عام حتى وصل قطره الحالي إلى 2,414 كم.[٢]


يتكون اللب الداخلي الصلب بواسطة التبريد البطيء والتبلور، إذ تزداد درجة حرارة الانصهار مع الضغط، بالتالي اللب سوف يتصلب من المركز إلى الخارج، حتى لو كان له تركيب مماثل لللب الخارجي، وهذا التأثير يعني أنّه مع زيادة الضغط بسبب التراكم من الممكن أن يتجمد اللب عندما تصل الأرض إلى حجم حرج، ما لم تكن هناك كمية كبيرة من الحرارة الزائدة.[٣]


مكونات اللب الداخلي

لا يتكون اللب الداخلي فقط من الحديد والقليل من النيكل، إذ يحتوي أيضًا على العديد من العناصر الضوئية، والخفيفة، والثقيلة، وتمّ اكتشافهم اعتمادًا على كثافة المواد وسرعة الأمواج الصوتية (الزلازل) وهم:[٤]

  • العناصر الأليفة للحديد: وهي: الكروم (Cr)، والمنغنيز (Mn)، والكوبلت (Co)، والفسفور (P).
  • العناصر الخفيفة: وهي الكبريت (S)، والأكسجين (O)، والهيدروجين (H)، والكربون (C)، والسيليكون (Si).
  • العناصر الثقيلة: وهي الذهب (Au)، والبلاتين (Pt)، والبلاديوم (Pd)، والفضة (Ag)، والتنغستن (W).


خصائص اللب الداخلي

يتميز اللب الداخلي بالعديد من الخصائص، وهي:

  • يُعدّ كرة معدنية صلبة.[٥]
  • يبعد عن سطح الأرض بين 6,400 -5,180 كم. [٥]
  • يتكون من الحديد والنيكل.[٥]
  • من المحتمل أن يحتوي على نواة داخلية داخل النواة الداخلية تتكون بالكامل من الحديد.[٥]
  • يتميّز بامتلاكه ضغطًا هائلًا، إذ إنّه أكثر بكثير من 3 ملايين مرة من الضغط على سطح الأرض.[٥]
  • يتميّز بكثافته العالية، إذ تتراوح الكثافة في اللب بين 12,600-13,000 كغ/م3، ما قد يدل على وجود مقدار من المعادن الثقيلة، مثل: الذهب، والبلاتينوم، والفضة، والتنغستن، والبالاديوم.
  • يدور اللب الداخلي أسرع قليلًا من بقية الكوكب، إذ يتراوح معدل الدوران بين 0.3-0.5 درجة/العام.[٦]
  • يبلغ قطره 2,440 كم، ويُشكل حوالي 19% من حجم الأرض الكلي.[٦]
  • تتراوح درجة حرارة اللب الداخلي بين 2726.7-4726.7 درجة مئوية، وتأتي درجة الحرارة المرتفعة من ثلاثة مصادر رئيسة، هي: الحرارة المتبقية من تكوين وتشكيل الأرض، أو تتولد الحرارة بسبب قوى الجاذبية من الشمس والقمر أثناء شدهما وسحبهما على اللب الداخلي، أو تنتج الحرارة عن الانحلال الإشعاعي للعناصر الموجودة في أعماق الأرض.[٦]
  • تُعدّ مصدر المجال المغناطيسي لكوكب الأرض.[٦]


اكتشاف اللب الداخلي

حيث قد جاءت جميع المعلومات حول اللب من القراءة المعقدة للبيانات الزلزالية وتحليل النيازك، والتجارب المعملية مع درجة الحرارة والضغط، ونمذجة الحاسوب.[٧]


استخدام قراءات الزلازل

تمّ إجراء معظم الأبحاث الأساسية عن طريق قياس الموجات الزلزالية، وهي موجات الصدمة الصادرة عن الزلازل على السطح أو بالقرب منه، وتتغير سرعة موجات الجسم الزلزالية مع تغير الضغط ودرجة الحرارة وتكوين الصخور.[٧][٨]


ساعدت الموجات الزلزالية علماء الجيولوجيا على تحديد بنية اللب نفسه، إذ لاحظ العلماء وجود منطقة ظل في أعماق الأرض، وعندها تتوقف الموجات الزلزالية من نوع الموجة (S) (موجات القص) إمّا كليًا أو يتغير اتجاهها، إذ إنّها لا تستطيع أن تنتقل عبر السوائل أو الغازات، ويشير الظل المفاجئ حيث اختفت الموجة (S) إلى أنّ الأرض بها طبقة سائلة.[٧][٨]


أمّا في القرن العشرين، اكتشف علماء الجيولوجيا زيادة في سرعة الموجات (P) (موجات الانضغاطية)، وهي نوع آخر من موجات الزلازل، عند حوالي 5,150 كم تحت السطح، إذ تنطبق هذه الزيادة في السرعة مع التغيير من وسط سائل أو منصهر إلى مادة صلبة، وبسبب هذه الموجات الزلزالية قد أثبت هذا وجود نواة داخلية صلبة.[٧][٨]


تحليل النيازك

النيازك (بالإنجليزية: Meteorite) هي الصخور الفضائية التي تصطدم بالأرض، تساعد على معرفة حول جوهر الأرض، وذلك لأنّ معظم النيازك عبارة عن شظايا من الكويكبات وهي أجسام صخرية تدور حول الشمس بين المريخ والمشتري، وتشكلت الكويكبات في نفس الوقت تقريبًا ومن نفس المادة تقريبًا مثل الأرض، وذلك عن طريق دراسة نيازك الكوندريت الغنية بالحديد، حيث أمكن لعلماء الأرض إلقاء نظرة خاطفة على التكوين المبكر لنظامنا الشمسي ونواة الأرض المبكرة.[٧]


نمو اللب الداخلي

ينمو اللب الداخلي حوالي مليمتر كل عام؛ لأنّ كوكب الأرض ما زال يبرد ولكن ببطء، كما ينمو اللب الداخلي عندما تتصلب أو تتبلور أجزاء من اللب الخارجي السائل، إذ إنّ نقطة تجمد الحديد أكثر من 1,000° درجة مئوية، لكن نمو اللب الداخلي غير منتظم؛ لأنّه يحدث في الكتل والعناقيد ويتأثر بالنشاط في الوشاح.[٧]


ويتركز النمو بشكل أكبر حول مناطق الغوص أو الطرح (بالإنجليزية: Subduction Zones) وهي المناطق التي تنزلق فيها الصفائح التكتونية من الغلاف الصخري إلى الستار (الوشاح)، على ارتفاع آلاف الكيلومترات فوق اللب، إذ تسحب الصفائح الداخلة في منطقة الغوص الحرارة من القلب وتبريد المنطقة المحيطة؛ مما عمل على زيادة تصلبها.[٧]


ومع استمرار نمو اللب الداخلي، إلّا أنّه لن يتجمد أبدًا، إذ إنّ عملية التبلور بطيئة جدًا، وأيضًا التحلل الإشعاعي المستمر لباطن الأرض يبطئها أكثر، وبالتالي يقدر العلماء أنّ النواة سوف تستغرق حوالي 91 مليار عام حتى تصلب تمامًا.[٧]


أقسام اللب الداخلي

ينقسم اللب الداخلي للأرض إلى نصفين، هما: النصف الشقي، والنصف الغربي، إذ لا تذوب نصفي الكرة الأرضية بشكل متساو، ولها هياكل بلورية مميزة مثل الغلاف الصخري للأرض، إذ يتبلور نصف الكرة الغربي بسرعة أكبر من نصف الكرة الشرقي، أمّا النصف الشرقي فيذوب أسرع من النصف الغربي.[٧][٩]


الضغوطات التي يتعرض لها اللب الداخلي

يتعرض اللب الداخلي للعديد من الضغوطات الخارجية والداخلية منها:[٣]

  • الضغوط الخارجية: وتتمثل في: المد والجزر، وسحب جاذبية من الستار (الوشاح)، والمعاملات الدورانية، والمدارية، والقوى الكهرومغناطيسية، والسحب اللزج من اللب الخارجي.
  • الضغوط الداخلية: وتتمثل في: الاختلافات الحرارية والكيميائية، وتباين الخواص والتبريد.

المراجع

  1. ↑ "from-core-to-crust-defining-earths-layers", calacademy, Retrieved 3/7/2021. Edited.
  2. ↑ "Earth's Core Spins Faster than Earth", nsf, Retrieved 2/7/2021. Edited.
  3. ^ أ ب Don L. Anderson, "The inner inner core of Earth", pnas, Retrieved 2/7/2021. Edited.
  4. ↑ "INNER CORE COMPOSITION", ucl, Retrieved 2/7/2021. Edited.
  5. ^ أ ب ت ث ج Beth Geiger (11/11/2019), "explainer-earth-layer-layer", sciencenewsforstudents, Retrieved 2/7/2021. Edited.
  6. ^ أ ب ت ث Samuel Markings (20/4/2018), "5-earths-inner-core", sciencing, Retrieved 2/7/2021. Edited.
  7. ^ أ ب ت ث ج ح خ د ذ "core", nationalgeographic, Retrieved 2/7/2021. Edited.
  8. ^ أ ب ت "Earth's inner core is solid: Official", oup, 1/10/2008, Retrieved 2/7/2021. Edited.
  9. ↑ Marc Monnereau, Marie Calvet, Ludovic Margerin, Annie Souriau (21/5/2010), "Lopsided Growth of Earth's Inner Core", sciencemag, Retrieved 2/7/2021. Edited.