زمین از درون چه شکلی است؟ راز لایه هایی که زیر پای ما پنهان شده اند

عصر ایران – اگر بتوانیم زمین را مانند یک کره شیشه ای از وسط برش بزنیم، با جهانی بسیار متفاوت از آنچه روی سطح می بینیم رو به رو خواهیم شد. زیر اقیانوس ها و قاره ها، لایه هایی عظیم از سنگ های داغ، مواد تحت فشار و فلزات مذاب قرار گرفته اند که هرکدام نقش متفاوتی در ساختار و پویایی سیاره دارند. کره زمین را می توان به چند لایه اصلی تقسیم کرد که از پوسته آغاز می شوند و تا هسته درونی در مرکز سیاره ادامه پیدا می کنند. دانشمندان ساختار این بخش ها را مستقیما مشاهده نکرده اند، بلکه با استفاده از امواج زمین لرزه، داده های گرانشی، میدان مغناطیسی و آزمایش های مربوط به رفتار مواد در فشار و دمای بسیار بالا، تصویری از درون زمین به دست آورده اند. پوسته؛ لایه ای بسیار نازک در مقایسه با کل زمین پوسته بیرونی ترین بخش جامد زمین است و در مقایسه با اندازه کل سیاره، ضخامت بسیار کمی دارد. ضخامت آن در زیر اقیانوس ها معمولا حدود ۵ کیلومتر است، در حالی که پوسته قاره ای به طور متوسط حدود ۳۰ کیلومتر ضخامت دارد و در مناطق کوهستانی می تواند بسیار ضخیم تر شود. با وجود ضخامت اندک، همین لایه نازک محل شکل گیری قاره ها، اقیانوس ها و بخش عمده فعالیت های زمین شناسی قابل مشاهده برای ماست. گوشته بالایی و منطقه گذار در زیر پوسته زمین، گوشته قرار دارد؛ لایه ای بسیار ضخیم و داغ که تا عمق حدود ۲۹۰۰ کیلومتری ادامه پیدا می کند. بخش بالایی گوشته از نظر رفتار و ویژگی های فیزیکی با قسمت های عمیق تر تفاوت دارد و با پوسته، ساختار سختی به نام لیتوسفر را تشکیل می دهد که به صفحات تکتونیکی تقسیم شده است. در عمق حدود ۴۱۰ تا ۶۶۰ کیلومتری، «منطقه گذار» گوشته قرار دارد. در این بخش، افزایش فشار باعث تغییر ساختار بلوری برخی کانی ها می شود و همین تغییرات، مرزهای قابل شناسایی در داده های لرزه ای ایجاد می کنند. پس از این منطقه، گوشته پایینی (زیرگوشته) آغاز می شود و تا عمق حدود ۲۸۹۰ کیلومتری ادامه دارد؛ جایی که مرز میان گوشته و هسته قرار گرفته است. هسته بیرونی؛ موتور میدان مغناطیسی زمین در عمق حدود ۲۸۹۰ کیلومتری، وارد هسته زمین می شویم. هسته بیرونی برخلاف بخش های سنگی بالاتر، عمدتا از فلزات مذاب، به ویژه آهن و نیکل، تشکیل شده و ضخامت آن حدود ۲۲۰۰ تا ۲۳۰۰ کیلومتر است. حرکت این فلزات رسانا در هسته بیرونی، همراه با چرخش زمین، در ایجاد میدان مغناطیسی سیاره نقش اساسی دارد. همین میدان مغناطیسی به محافظت از زمین در برابر بخشی از ذرات و تابش های خورشیدی کمک می کند. هسته درونی؛ جامدترین بخش مرکز زمین در عمق حدود ۵۱۵۰ کیلومتری، هسته درونی آغاز می شود. با وجود دمای بسیار بالا، فشار عظیم در این بخش باعث می شود هسته درونی حالت جامد داشته باشد. هسته درونی عمدتا از آهن و نیکل تشکیل شده و تا مرکز زمین، یعنی عمق حدود ۶۳۷۱ کیلومتری، ادامه پیدا می کند. شعاع متوسط زمین نیز تقریبا همین مقدار است؛ ناسا شعاع حجمی متوسط زمین را ۶۳۷۱ کیلومتر اعلام می کند. و جو؛ لایه ای که نباید با ساختار داخلی زمین اشتباه گرفت در کنار این لایه های درونی، جو زمین نیز به عنوان پوشش گازی سیاره قرار دارد؛ لایه ای که از سطح زمین آغاز می شود و با افزایش ارتفاع، به تدریج رقیق تر می شود. در نمودارهای مربوط به ساختار زمین، معمولا ارتفاع حدود ۱۰۰ کیلومتر به عنوان مرزی تقریبی برای رسیدن به فضا در نظر گرفته می شود؛ همان محدوده ای که به خط کارمان معروف است. با این حال، جو در این ارتفاع ناگهان پایان نمی یابد و بخش های بسیار رقیق آن در ارتفاعات بسیار بالاتر نیز ادامه دارند. در مجموع، ساختار زمین از سطحی بسیار نازک در مقایسه با اندازه کل سیاره آغاز می شود و به لایه هایی می رسد که دما، فشار و چگالی در آن ها به شکل چشمگیری افزایش می یابد. از پوسته و گوشته گرفته تا هسته فلزی، هر بخش در پایداری و رفتار زمین نقشی دارد؛ سیاره ای که در ظاهر جامد و آرام به نظر می رسد، اما در اعماق خود همچنان در حال حرکت و تحول است. تنظیم و ترجمه: محمدمهدی حیدرپور