لماذا يبقى لب الأرض صلباً على الرغم من درجة الحرارة المرتفعة؟
على الرغم من أن درجة الحرارة في باطن الأرض أعلى من درجة حرارة سطح الشمس إلا أن بلورات الحديد في لب الأرض تبقى، صلبة.
في دراسة جديدة من KTH الملكية في السويد فإن نظرية جديدة تفسر هذه الظاهرة جنباً إلى جنب مع تفسير لماذا تنتقل الموجات الزلزالية أسرع بين الأقطاب وليس على خط الاستواء.
 |
| (BCC) |
كما في كل المعادن، فإن التركيب البلوري للحديد ( المكون الأساسي للب باطن الأرض Core ) يختلف باختلاف درجة الحرارة والضغط الذي تتعرض له الذرة. تتجمع الذرات لتشكل تركيباً بلورياً بأشكال مختلفة، مثل شكل المكعب أو السداسي مثلاً.
في درجة حرارة الغرفة والضغط المعتاد فإن بلورات الحديد تأخذ ما يُعرف بطور BCC - Body Centered Cubic phase ، حيث تترتب ذرات الحديد في رؤوس المكعب الثمانية وفي منتصفه. لكن، عند مستويات الضغط المرتفعة للغاية فإن التركيب البلوري للحديد يختلف ويتحول إلى الشكل السداسي الذي تترتب فيه 12 ذرة فيما يعرف بطور HCP - Hexagonal Closed phase .
في باطن الأرض، حيث الضغط أكبر 3.5 مليون مرة من الضغط على سطح الأرض ودرجة الحرارة أعلى من 600 درجة مئوية، افترض العلماء أن التركيب البلوري للحديد يجب أن يكون سداسياً. وعلى مدار 30 عاماً من البحث والنقاش كان طور BCC مبعداً بسبب الاعتقاد أنه ليس مستقراً في تلك الظروف من الحرارة والضغط.
لكن هذه الدراسة خلُصت إلى أن الترتيب البلوري في باطن الأرض، هو بالضرورة BCC.
يتكون 96% من لب الأرض من الحديد، بالاضافة إلى النيكل وبعض المعادن الأخف الأخرى.
 |
| (HCP) |
جمع العلماء البيانات المتعلقة بهذا الموضوع لمدة 3 سنوات، ثم تم ادخالها إلى حاسوب متطور في السويد لتنفيذ عملية المحاكاة.
توصلت المحاكاة أنه وعند ارتفاع درجات الحرارة للغاية فإن الطور السداسي المستقر عادة يبدأ بالتفكك؛ حيث تنزلق المستويات البلورية خارجاً ليبقى في النهاية الطور الأساسي الابسط وهو طور المكعب BCC.
يجافظ طور المكعب على استقراره في درجات الحرارة والضغط الهائلين، حيث ترتفع الانتروبي للجزيئات وارتفاع الطاقة هذا يجعل التركيب مستقراً. ومن الواضح أن هذا التركيب يجعل الحديد، صلباً.
هذا التركيب المميز للحديد هو الذي يجعل لب الأرض ذو خواص متجانسة تجعل بلورة الحديد تستجيب لأي اجهاد وبسرعة، ولهذا تنتقل الموجات الزلزالية أسرع بين الأقطاب.
