تقریباً ۲۰ سال پیش، یه ماجرای عجیب تو دنیای علم اتفاق افتاد که خب خیلیا حتی خبر ندارن! یه سری ماهواره به اسم GRACE (که مخفف Gravity Recovery and Climate Experiment هست، یه پروژه بین ناسا و مرکز هوافضای آلمان) یه سیگنال عجیب تو جاذبه زمین تشخیص دادن که مربوط به جایی نزدیک سواحل آفریقا روی اقیانوس اطلس شرقی بود. خلاصه داستان اینه که این سیگنال حدود دو سال دوام آورد و تو ژانویه ۲۰۰۷ به اوج خودش رسید؛ همون ماهی که استیو جابز اولین آیفون رو معرفی کرد! البته این دوتا هیچ ربطی به هم نداشتن، فقط جالبه بدونید.
کل ماجرا اینه که این سیگنال نشون میداد انگار یه چیزی عمیقاً از دل زمین باعث شده تا میدان جاذبهمون یه تغییر خاص پیدا کنه. وقتی دانشمندا دادههای ماهواره GRACE رو که از سال ۲۰۰۳ تا ۲۰۱۵ جمع شده بودن، بررسی کردن، یه اثر عجیب پیدا کردن. همزمان با این داستان، یه اتفاق دیگه هم افتاده بود به اسم geomagnetic “jerk” که یعنی یه تغییر ناگهانی تو بخشهایی از میدان مغناطیسی زمین. (میدان مغناطیسی زمین چیزی که باعث میشه قطبنما کار کنه، یا زمین بتونه از خودش در برابر پرتوهای فضایی محافظت کنه!)
حالا دانشمندها مشکوک شدن که این سیگنال شاید اصلش fake یا اشتباه باشه! (مثل وقتی که دیتای عجیب میاد و نمیدونی جدیه یا نه!) مثلاً دکتر Mioara Mandea که یکی از نویسندههای مقاله است و تو مرکز ملی مطالعات فضایی فرانسه کار میکنه، گفته خودش اولش باور نکرده یه همچین سیگنال عجیبی واقعیه. همیشه قدم اول اینجور تحقیقات، شک کردنه؛ این سیگنال واقعیه؟ چطور باید اعتبارسنجیش کنیم؟ و اصلاً چی باید ازش برداشت کنیم؟
ماهوارههای GRACE ـ که دوتا ماهواره عین هم بودن و با فاصله کمی دنبال هم دور زمین میچرخیدن ـ وظیفهشون این بود که تغییرات جاذبه زمین رو بسنجن. هرجا یه توده سنگین یا جرم خاص زیر زمین یا اکویانوس باشه، جاذبه یه مقدار تغییر میکنه و این باعث میشه فاصله دو ماهواره نسبت به هم کموزیاد بشه. اینطوری میتونستن کشف کنن کجا زمین جاذبهاش فرق کرده، و چرا.
معمولاً تغییرات جاذبه میتونه به خاطر جا به جا شدن آب تو دریا یا حرکات لایههای زمین باشه. اما این داستان فرق داشت. این سیگنال از عمق زمین نشأت گرفته بود، نه صرفاً یه جابهجایی سطحی!
خود سیگنال یه جور تغییر جاذبه بود که شمال تا جنوب رو میپوشوند و تقریباً از ۲۰۰۶ تا ۲۰۰۸ امتداد داشت. طول این «ناهنجاری جاذبهای» حدود ۷۰۰۰ کیلومتر یعنی تقریباً به اندازه طول کل قاره آفریقا بود! این عدد خودش نشون میده که چیزی بزرگ و قابل توجه تو دل زمین اتفاق افتاده بوده.
تحقیقات نشون داد یه فرایند زمینشناسی جدید و ناشناخته باعث این سیگنال و اون jerk مغناطیسی شده بوده. نویسندههای مقاله تو نشریه Geophysical Research Letters پیشنهاد کردن که شاید یه تغییر فاز در ساختار مواد تشکیلدهنده گوشته زمین (mantle) مخصوصاً مادهای به اسم magnesium silicate (که ترکیب منیزیم و سیلیسیمه و بخش اصلی زیرین گوشته است)، باعث سریع جا به جا شدن جرم تو اعماق نزدیک هسته شده. اینجور تغییرات، یعنی یه mineral با یه ساختار خاص که به خاطر فشار زیاد، فرم «پرووسکایت» خودش رو ازدست بده و به یه ساختار جدید به نام «post-perovskite» تبدیل شه (یعنی یه جور تغییر شکل بلوری تحت فشار خیلی زیاد، که باعث میشه جرم جا به جا بشه)، میتونه باعث بروز چنین سیگنالهایی تو جاذبه و مغناطیس زمین بشه.
هنوزم دانشمندا دارن یاد میگیرن که دقیقاً تو اعماق زمین و مرز بین گوشته سنگی و هسته مایع خارجی (outer core یعنی لايه بیرونی هسته که مایع و فلزیه) چی میگذره. اما این مدل دادهها بهمون کمک میکنه فرایندهای پنهان و عجیب تو عمق سیاره رو بفهمیم. به قول دکتر Mandea، زمین یه سیستم خیلی پیچیدهست و باید با دادههای متنوع و روشهای تحلیلی مختلف بهش نگاه کنیم تا رازهای توی دلش رو کشف کنیم!
در کل، این کشف نشون میده که هنوز کلی چیز عجیب درباره زمین و نحوه کارکرد داخلش وجود داره که میتونیم کشف کنیم. اصلاً همین داستانهاست که علم زمین رو انقدر هیجانانگیز و دوستداشتنی میکنه!
منبع: +
