Tι συμβαίνει στον σκληρό πυρήνα της Γης

 Πρόσφατο άρθρο κινέζων ερευνητών υποστήριξε μείωση ή ακόμη και αντιστροφή της περι-στροφής του. Ο,τι και να συμβαίνει, δεν απειλείται το μαγνητικό πεδίο του πλανήτη μας και ως εκ τούτου ούτε η ζωή

Γαλδαδάς Αλκης

Το βαθύτερο πηγάδι που έχει καταφέρει να ανοίξει ο άνθρωπος μέχρι σήμερα έχει βάθος μόλις 12 χιλιόμετρα και βρίσκεται στη Ρωσία, στα βορειότατα σύνορά της με τη Νορβηγία.

Από αυτό γίνεται κατανοητό πως ο άνθρωπος μόνο μια γρατζουνιά μπορεί να προξενήσει στο σώμα του πλανήτη Γη και πως αν θέλει να μάθει τι γίνεται στον πυρήνα του, σχεδόν τρεις χιλιάδες χιλιόμετρα πιο βαθιά, πρέπει να χρησιμοποιήσει έμμεσους τρόπους.

Ενας από αυτούς είναι τα κύματα που δημιουργούνται όταν συμβαίνει ένας σεισμός ή μια πυρηνική έκρηξη. Ενας σεισμός «γεννά» δυο τύπους κυμάτων, τα s και τα p, που διατρέχουν το εσωτερικό του πλανήτη. Τα s δεν μπορούν να διαδοθούν μέσα από υγρά ή αέρια. Η απουσία τους λοιπόν σε κάποια σημεία έδωσε την ιδέα πως σε μια μεγάλη περιοχή στο εσωτερικό υπάρχει ύλη σε υγρή κατάσταση. Αργότερα, μελετώντας τα p κύματα (που δεν εμποδίζονται από την υγρή κατάσταση) παρατηρήθηκε μια αύξηση στην ταχύτητά τους σε βάθος περίπου 5.150 χιλιομέτρων. Αυτό σήμαινε πως βγαίνοντας από την υγρή περιοχή συναντούσαν μια άλλη πολύ πιο συμπαγή, άρα έναν πολύ πυκνής σύστασης πυρήνα. Η Γη με τα σημερινά δεδομένα είναι ένα κουφέτο, με τον λεπτότατο «ζαχαρένιο» φλοιό της, ένα εσώτερο κάπως σκληρότερο περίβλημα (μανδύας), ένα σιροπιώδες υγρό (εξωτερικός πυρήνας) όπου επιπλέει ένας σκληρός ξηρός καρπός (εσωτερικός πυρήνας), που και αυτός έχει κάτι ακόμη πιο σκληρό στο εσωτερικό του.

Σταμάτησε η περιστροφή;

Η εργασία δύο κινέζων σεισμολόγων (Γι Γιανγκ και Ξιαοντόνγκ Σονγκ) στο Ινστιτούτο Γεωφυσικής του Πεκίνου, που εμφανίστηκε στο Nature Geoscience τη Δευτέρα 23 Ιανουαρίου, σήκωσε προς στιγμήν τρικυμία. Μελέτησαν πολύ προσεκτικά τις καταγραφές σεισμών από το 1990 έως το 2020, στα αντιδιαμετρικά σημεία σε σχέση με αυτά που συνέβαιναν πάντα στα ίδια μέρη από την άλλη πλευρά της Γης και τα κύματά τους περνούσαν μέσα από τον πυρήνα. Κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι από το 2009 και μετά, προϊόντος του χρόνου δεν παρατηρείται σημαντική αλλαγή από τη μια καταγραφή στην άλλη. Κάτι που συνέβαινε τη δεκαετία 1980-90. Αυτό τους έκανε να συμπεράνουν ότι ο σκληρός πυρήνας έπαψε σχεδόν να περιστρέφεται τα τελευταία δέκα χρόνια. Η περιστροφή του σκληρού μεταλλικού πυρήνα μέσα στην υγρή ύλη του εξωτερικού πυρήνα που τον περιβάλλει οφείλεται στο μαγνητικό πεδίο των σπειροειδών ρευμάτων ρευστής φορτισμένης ύλης και εξισορροπείται κατά κάποιον τρόπο από τη βαρυτική επιρροή του μανδύα. Δηλαδή του υπόλοιπου στερεού υλικού του πλανήτη. Οι κινέζοι επιστήμονες πιστεύουν ότι μια ανισορροπία στις δυο αυτές επιδράσεις επιβράδυνε την περιστροφική κίνηση του σκληρού πυρήνα, ίσως και να την ανέστρεψε. Με τους υπολογισμούς τους βγαίνει ότι περίπου κάθε 70 χρόνια συμβαίνει μια τέτοια αντιστροφή, με την πιο πρόσφατη να έλαβε χώρα γύρω στο 2009-10.Και άλλες θεωρίες έχουν διατυπωθεί (προτείνοντας, μεταξύ άλλων, διάφορους τρόπους περιστροφής του πυρήνα ή μια περιοδική κίνηση μόλις έξι ετών), αλλά η πρόσφατη προκάλεσε μεγάλους και κάπως άστοχους τίτλους. Οι ειδικοί αντιμετώπισαν τα αποτελέσματα άλλοι με σκεπτικισμό, άλλοι με επιθετικότητα. Αλλά ήταν όλοι καθησυχαστικοί ως προς τις τυχόν επιπτώσεις στη ζωή μας. Το ΒΗΜΑ-Science επικοινώνησε και με έλληνες καθηγητές πανεπιστημίου ειδικούς σε θέματα Σεισμολογίας και Γεωφυσικής, που ακόμη όμως θεωρούν πρόωρο το να διατυπώσουν συγκεκριμένη επιστημονική άποψη, με το γενικό πάντως συμπέρασμα να εκφράζεται περίπου ως εξής: «Είναι πολύ δύσκολο και άκαιρο να εκφράσει κανείς γνώμη όσον αφορά την εργασία. Υπάρχουν ευρήματα από άλλες εργασίες που οδηγούν στο ένα ή στο άλλο συμπέρασμα για τη συμπεριφορά της περιστροφής του πυρήνα, αλλά αυτά είναι μονάχα αρχικές ενδείξεις για φαινόμενα που πρέπει να εξεταστούν περισσότερο, σε μεγαλύτερο βάθος χρόνου και από περισσότερους ερευνητές, για να μπορέσουμε να εξαγάγουμε πιο ασφαλή συμπεράσματα. Εκτός των άλλων, η κίνηση του πυρήνα ενός πλανήτη, πέρα από τα σεισμικά δεδομένα, εξετάζεται και με τη συμπεριφορά του μαγνητικού του πεδίου και άρα η απάντηση είναι θέμα περισσότερων επιστημονικών κλάδων σε συμφωνία».

Το μαγνητικό πεδίο και τα μάτια μας

Η συμπεριφορά λοιπόν του εσωτερικού πυρήνα της Γης σίγουρα μπορεί να εκφραστεί από τη λατινική έκφραση που βρίσκεται στον θυρεό της πόλης του Παρισιού «Fluctuat nec mergitur» – «Κλυδωνίζεται αλλά δεν βυθίζεται», και συνεχίζει τη δική του ανεξιχνίαστη ακόμη κίνηση μέσα στο «υγρό περιβάλλον» του εξωτερικού πυρήνα. Το υγρό που τον περιβάλλει ελαττώνεται με πολύ αργό ρυθμό, καθώς σταγόνες του στερεοποιούνται επάνω στον σκληρό πυρήνα, παίρνοντας όμως εν τω μεταξύ θερμότητα από αυτόν. Ετσι συντηρείται μια κυκλοφορία θερμότερου και ηλεκτρικά φορτισμένου υγρού προς ψυχρότερα σημεία με σπειροειδή τροχιά λόγω της περιστροφής της Γης και της αδράνειας της μάζας της (δυνάμεις Coriolis). Σε αυτά τα ηλεκτρικά ρεύματα οφείλει την ύπαρξή του το ευεργετικό για τη ζωή στον πλανήτη Γη προστατευτικό μαγνητικό πεδίο που τον περιβάλλει. Η δική μας έγνοια λοιπόν είναι το να συνεχίσει να υπάρχει μαγνητικό πεδίο. Που μας προστατεύει από τον ηλιακό άνεμο, μια διαρκή απειλή για το στρώμα του όζοντος, την ευεργετική «τέντα» κατά της υπεριώδους ακτινοβολίας, του δεινού καταστροφέα της ζωής.

Το μαγνητικό πεδίο, όποια θεωρία και αν ισχύει, μάλλον δεν θα προλάβει να αυτοκαταργηθεί καταργώντας και τη ζωή στη Γη, επειδή για να έχει στερεοποιηθεί όλος ο πυρήνας, με το 1 χιλιοστό στερεάς ύλης που προστίθεται στην περιφέρειά του κάθε χρόνο, θα χρειαστεί να περάσουν 91 δισεκατομμύρια χρόνια περίπου. Εως τότε όμως θα έχει προλάβει ο Ηλιος μας να προκαλέσει το τέλος της ζωής, αφού ύστερα από πέντε δισεκατομμύρια χρόνια θα έχει σβήσει. Εκτός και αν προλάβουμε εμείς και τις δυο αυτές διαδικασίες…

Πώς δημιουργήθηκε ο πλανήτης

Ο πλανήτης Γη άρχισε να σχηματίζεται πριν από 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια. Αρχικά ήταν μια μπάλα από υπέρθερμο βραχώδες υλικό. Η θερμότητα από τα ραδιενεργά στοιχεία που βρέθηκαν σε αυτό και η θερμότητα από συγκρούσεις και πιέσεις της αδιαμόρφωτης ακόμη μάζας αύξησαν τη θερμοκρασία της. Μετά από 500 εκατομμύρια χρόνια περίπου η θερμοκρασία ξεπέρασε τους 1.538 βαθμούς Κελσίου, που είναι το σημείο τήξης του σιδήρου. Τότε είχαμε ένα είδος διήθησης του υγρού σιδήρου, σαν να πέρασε μέσα από ένα τεράστιο σουρωτήρι φτιαγμένο από τους πόρους που άφηνε το υπόλοιπο υλικό. Και έτσι άρχισε να συγκεντρώνεται στον πυρήνα, ενώ ελαφρύτερα υλικά, όπως τα πυριτικά, το νερό, ακόμη και ο αέρας, δημιούργησαν τον λεπτό γήινο φλοιό αλλά και τον μανδύα που περιβάλλει τον πυρήνα. Εντελώς στο κέντρο άρχισαν να συγκεντρώνονται, με τη μορφή σταγόνων, σίδηρος, νικέλιο και τα λεγόμενα πολύτιμα μέταλλα (χρυσός, άργυρος, κοβάλτιο) που κάτω από την τεράστια πίεση των υπερκείμενων στρωμάτων στερεοποιήθηκαν. Γύρω τους έμεινε σε υγρή και αρκετά ρευστή κατάσταση ένα υγρό που αποτελείται κυρίως από σίδηρο, νικέλιο και θείο. Ο εσωτερικός συμπαγής πυρήνας λοιπόν βρίσκεται μέσα σε αυτό το θερμότερο υγρό και με τον καιρό αυξάνεται καθώς σταγόνες από το ρευστό υλικό στερεοποιούνται επάνω του. Η κίνηση του ρευστού μεταλλικού υλικού παίζει ρόλο στη δημιουργία του μαγνητικού πεδίου που περιβάλλει προστατευτικά τη Γη.