باحثون يابانيون يكتشفون دورًا جديدًا للهيدروجين في نواة الأرض

توصل باحثون من جامعة إهيمه اليابانية إلى نتائج جديدة تشير إلى وجود الهيدروجين في أعماق باطن الأرض بحالة فيزيائية غير اعتيادية، ما قد يسهم في تفسير عدد من الظواهر الجيولوجية، من بينها آلية توليد المجال المغناطيسي للأرض.

ونشرت الدراسة في دورية Proceedings of the National Academy of Sciences، حيث اعتمد الباحثون على نماذج ومحاكاة حاسوبية متقدمة لدراسة سلوك الهيدروجين في الظروف القاسية السائدة داخل نواة الأرض، نظرًا لاستحالة الوصول إليها بشكل مباشر.

وركزت الدراسة على خصائص الهيدروجين عند درجات الحرارة والضغوط الهائلة، حيث يتحول إلى مادة موصلة للكهرباء ذات خصائص سائلة. ولتحليل هذه الظاهرة، طور الفريق نماذج كمومية لسبائك الحديد والهيدروجين بتراكيب بلورية مختلفة.

وأظهرت النتائج أن البنية البلورية المكعبة مركزية الجسم تصبح غير مستقرة عند درجات الحرارة المرتفعة، بينما تبقى البنية السداسية المتراصة مستقرة ديناميكيًا في النواة الداخلية للأرض، حتى عند ضغوط تصل إلى نحو 3.5 مليون ضعف الضغط الجوي ودرجات حرارة تتجاوز 6000 كلفن، وهي قريبة من حرارة سطح الشمس.

كما كشفت الدراسة عن وجود تدرج في توزيع الهيدروجين داخل باطن الأرض، إذ ينخفض تركيزه تدريجيًا من النواة الخارجية إلى النواة الداخلية، ما يدفع الهيدروجين إلى التحرك نحو الخارج والاختلاط بالصخور المنصهرة.

ويرى الباحثون أن حركة العناصر الخفيفة، مثل الهيدروجين، إلى جانب العناصر الثقيلة، توفر ما يُعرف بـ"الطفو الكيميائي"، وهو أحد العوامل الرئيسة التي تحرك ديناميكية باطن الأرض وتسهم في توليد المجال المغناطيسي للكوكب، فضلًا عن دورها في استمرار نمو النواة الحديدية الداخلية بمعدل يقارب مليمترًا واحدًا سنويًا.

وأكد فريق البحث أن هذه النتائج تعزز فهم العمليات الفيزيائية والكيميائية التي شكلت باطن الأرض عبر ملايين السنين، وقد تساعد مستقبلًا في تحسين التنبؤ بالتغيرات التي تطرأ على المجال المغناطيسي للأرض.

ويجدر التنويه إلى أن الدراسة تتحدث عن وجود الهيدروجين داخل أعماق الأرض في ظروف فيزيائية استثنائية، ولا تعني اكتشاف احتياطي قابل للاستخراج أو الاستغلال كمصدر للطاقة، كما قد يوحي العنوان. ويعتزم الباحثون مواصلة استخدام النموذج نفسه لدراسة سلوك عناصر أخرى، مثل الأكسجين والكربون، لفهم تركيب نواة الأرض بصورة أدق.

للمزيد تابع

خليجيون نيوز على: فيسبوك | إكس | يوتيوب | إنستغرام | تيك توك