کشف علمی جدید: دمای هسته زمین هزار درجه خنک‌تر از تصورات پیشین

دانشمندان در پژوهشی نوین با استفاده از روشی پیشرفته برای اندازه‌گیری دمای آهن مذاب در فشارهای فوق‌العاده بالا دریافتند که دمای هسته زمین ممکن است تا هزار درجه سانتی‌گراد کمتر از برآوردهای پیشین باشد. این یافته علمی که در نشست گولدشمیت ارائه شد، پنجره‌ای تازه به سوی درک پایداری میدان مغناطیسی زمین در میلیاردها سال گذشته گشوده است.

معمای ژئودینامو و هسته زمین

هسته زمین که عمدتاً از آهن تشکیل شده، شامل یک هسته بیرونی مذاب و یک هسته داخلی جامد است. میدان مغناطیسی سیاره ما که دست‌کم چهار میلیارد سال قدمت دارد، حاصل حرکت و همرفت آهن مذاب در هسته بیرونی است. دانشمندان همواره با این پرسش مواجه بودند که چگونه این میدان مغناطیسی پیش از شکل‌گیری هسته داخلی جامد (که امروزه عامل اصلی تقویت ژئودینامو است) فعال باقی مانده بود.

روش نوین اندازه‌گیری

تیم پژوهشی به سرپرستی مایکل والتر از مؤسسه کارنگی برای علم، با بیش از پنج سال تحقیق، روشی دقیق برای بازآفرینی شرایط اعماق زمین ابداع کردند:

• استفاده از سندان الماسی: فشردن نمونه‌های آهن تا دو میلیون اتمسفر فشار.
• گرمایش الکتریکی: اعمال پالس‌های الکتریکی میکروثانیه‌ای به جای لیزر برای کنترل دقیق دما.
• تحلیل رفتار فلز: بررسی تغییر رفتار آهن در لحظه ذوب برای تعیین دقیق نقطه ذوب.

یافته‌های این تیم نشان می‌دهد که در فشار مرز هسته داخلی، آهن خالص در بازه ۴۴۲۰ تا ۵۲۲۰ کلوین ذوب می‌شود که بیش از هزار درجه پایین‌تر از برآوردهای قبلی است.

اهمیت علمی یافته‌ها

این پژوهش به حل «پارادوکس هسته نو» کمک می‌کند، زیرا نشان می‌دهد شرایط دمایی اعماق زمین با آنچه پیش‌تر تصور می‌شد متفاوت است. اصلاح این ارقام با در نظر گرفتن عناصر سبک‌تر، برآورد دمای هسته را به حدود ۴۲۸۴ کلوین می‌رساند که می‌تواند مدل‌های کنونی تاریخ سرد شدن زمین و تکامل میدان مغناطیسی سیاره را بازتعریف کند.