الكربون هو مفتاح تكون قلب الأرض والمجال المغناطيسي

كشفت دراسة جديدة أجريت في جامعتي أوكسفورد وليدز وكلية لندن الجامعية أن الكربون لعب دورا أساسيا في تكون قلب الأرض الداخلي الصلب، وهو اللب الغني بالحديد الذي تجمد تدريجيا في أعماق الكوكب، وبدون هذا العنصر، ربما لم يكن القلب الصلب ليتشكل أبدا، ولأصبح المجال المغناطيسي الذي يحمي الكوكب والحياة على سطحه مختلفا أو أضعف بكثير.

يتكون لب الأرض من قلب داخلي صلب يحيط به قلب خارجي منصهر، وقد ظل العلماء يتساءلون لعقود كيف بدأ هذا اللب في التبلور منذ ملايين السنين، رغم أن الحديد النقي يحتاج إلى تبريد يفوق 800 درجة مئوية ليتجمد؟ لو حدث ذلك، لتكون قلب داخلي أكبر بكثير مما نراه اليوم، ولانهار المجال المغناطيسي، لكن الأبحاث الجيوفيزيائية تشير إلى أن التبريد لم يتجاوز 250 درجة مئوية تحت نقطة الانصهار.

استخدم الباحثون محاكاة حاسوبية فائقة الدقة شملت 100 ألف ذرة عند درجات حرارة وضغوط تحاكي باطن الأرض. فوجدوا أن عناصر مثل السيليكون والكبريت تبطئ التجمد، بينما الكربون يسرعه.
• عند احتواء اللب على 2.4% كربون، كان التبريد المطلوب للتجمد 420 درجة مئوية (أعلى من الحد الفعلي).
• لكن عند 3.8% كربون، انخفضت الحاجة إلى 266 درجة مئوية، وهو ما يتوافق مع الواقع الجيولوجي.

هذا يعني أن نسبة الكربون في نواة الأرض قد تكون أعلى مما اعتقد سابقا، وأن وجوده كان حاسما في بدء التبلور.

النتائج تكشف لمحة نادرة عن كيمياء أعماق الأرض التي لن نتمكن من الوصول إليها مباشرة، ويقول الدكتور ألفريد ويلسون، المؤلف الرئيسي من جامعة ليدز: "من المثير أن نرى كيف تتحكم العمليات الذرية في البنية الأساسية وديناميكيات كوكبنا، فهمنا لتكون القلب الداخلي يساعدنا على استيعاب ماضي الأرض والتنبؤ بمستقبلها".