لماذا ظلت حرارة باطن الأرض مثل حرارة الشمس لمليارات السنين؟

trái đất - Ảnh 1. — كلما تعمقت أكثر في الأرض، كلما ارتفعت درجة الحرارة - صورة: AI

الأرض مُكَوَّنةٌ بِبُنيةٍ تُشبه البصلة، ذات طبقاتٍ مُتعدِّدة. من الخارج إلى الداخل، لدينا القشرة (حيث يعيش البشر)، ثم الوشاح، وهو في مُعظمه صخورٌ صلبة، ثم اللب الخارجي المُكوَّن من الحديد المُنصهر، وأعمقها هو اللب الداخلي المُكوَّن من الحديد الصلب، ونصف قطره ٧٠٪ من حجم القمر.

كلما تعمقت أكثر، ارتفعت درجة الحرارة. في بعض أجزاء النواة، قد تصل درجات الحرارة إلى أكثر من 6000 درجة مئوية، وهو ما يُعادل تقريبًا درجة حرارة سطح الشمس.

قشرة الأرض "تنجرف"

كما يستخدم الأطباء الموجات فوق الصوتية للنظر داخل جسم الإنسان، يستخدم العلماء الموجات الزلزالية الناتجة عن الزلازل للنظر داخل الكوكب. هذا يسمح لهم باكتشاف البُنى تحت طبقات الصخور التي نراها يوميًا.

تترابط القشرة الأرضية والجزء العلوي من الوشاح معًا لتشكيل الغلاف الصخري، وهي طبقة صلبة يبلغ سمكها حوالي 100 كيلومتر. هذه الطبقة ليست متصلة، بل تنقسم إلى صفائح تكتونية عملاقة، مثل قطع أحجية الصور المقطوعة، على سبيل المثال: صفيحة المحيط الهادئ ، وصفيحة أمريكا الشمالية...

تتحرك هذه الصفائح باستمرار، أحيانًا ببطء شديد، وأحيانًا أخرى فجأة، مما يتسبب في زلازل وبراكين وتشكل سلاسل جبلية جديدة. وقد ساهمت هذه الحركة بشكل كبير في تطور الحياة على الأرض، مما أجبر الكائنات الحية على التكيف باستمرار مع الظروف البيئية المتغيرة.

مصدر الحرارة من الأرض

على عمق حوالي 100 كيلومتر، وصلت درجة الحرارة إلى 1300 درجة مئوية. وفي عمق أكبر، حتى الحد الفاصل بين الوشاح والنواة الخارجية، تقترب درجة الحرارة من 2700 درجة مئوية. وعند الحد الفاصل بين النواتين الخارجية والداخلية، تصل درجة الحرارة إلى أكثر من 6000 درجة مئوية.

من أين تأتي هذه الحرارة الهائلة إذن؟ إنها ليست من الشمس. فمع أن الشمس تُدفئنا وتدفئ جميع النباتات والحيوانات على سطحها، إلا أن ضوئها لا يخترق أعماق الكوكب.

وفقا للعلماء، هناك مصدران رئيسيان للحرارة: الحرارة من وقت تشكل الأرض والإشعاع من العناصر الموجودة في أعماق الأرض.

قبل 4.5 مليار سنة، تشكلت الأرض من سحابة ضخمة من الغاز والغبار تُسمى السديم الشمسي. وخلال اصطدام واندماج الكويكبات الصغيرة، تولدت كمية هائلة من الحرارة، كافية لإذابة الكوكب بأكمله.

وعلى الرغم من أن بعض هذه الحرارة انطلقت إلى الفضاء، إلا أن معظمها ظل محاصرا داخل الأرض وبقي هناك حتى اليوم.

يأتي جزء كبير من الحرارة المتبقية من التحلل الإشعاعي للنظائر المشعة، مثل البوتاسيوم-40، والثوريوم-232، واليورانيوم-235، واليورانيوم-238. تُطلق هذه العناصر طاقةً باستمرار على شكل حرارة أثناء تحللها.

تعمل هذه النظائر كمفاعلات نووية طبيعية، تُسخّن الأرض بصمت من الداخل. ورغم أن بعض النظائر، مثل اليورانيوم-235 والبوتاسيوم-40، قد استُنفدت تقريبًا، إلا أن كميات كبيرة من الثوريوم-232 واليورانيوم-238 لا تزال كافية للحفاظ على دفء الأرض لمليارات السنين.