แกนโลก การค้นพบและศึกษาแกนโลกและอัตราการเย็นตัวของแกนโลก

แกนโลก บทความที่ตีพิมพ์ในจดหมายวิทยาศาสตร์โลกและดาวเคราะห์ เมื่อปลายปี 2021 ได้รับความสนใจจากทุกคน บทความระบุว่านักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีซูริกในสวิตเซอร์แลนด์ค้นพบว่าอัตราการเย็นตัวของแกนโลกแตกต่างจากที่คาดไว้ กำลังเร่ง เหตุผลที่มนุษย์สามารถสร้างอารยธรรมที่ยอดเยี่ยมนั้นเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับความอยากรู้อยากเห็นอันแรงกล้าของพวกเขา

เมื่อ 23 ล้านปีที่แล้ว ชฺวี ยฺเหวียน เขียนเรื่อง Heavenly Questions อันโด่งดัง ซึ่งแสดงถึงความอยากรู้อยากเห็นของเขาเกี่ยวกับจักรวาล นอกเหนือจากความอยากรู้อยากเห็นเกี่ยวกับจักรวาลแล้ว ผู้คนยังเต็มไปด้วยความอยากรู้อยากเห็นเกี่ยวกับดินแดนที่อยู่ใต้ฝ่าเท้าของพวกเขา โดยเฉพาะอย่างยิ่งแกนโลกที่ลึกลับและร้อนระอุ ด้วยมุมมองนี้เดวานจึงถือกำเนิดขึ้น

แกนโลกมีขนาดไม่เล็ก มีรัศมีประมาณ 3470 กิโลเมตร มีความหนาแน่นสูงมาก มีน้ำหนักเฉลี่ยประมาณ 10.7 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร ตามข้อมูล มวลของแกนโลกคือ 31.5 เปอร์เซ็นต์ ของมวลทั้งหมด ของโลก และปริมาตรของมันคือ 16.2 เปอร์เซ็นต์ ของปริมาตรโลก จะเห็นได้ว่าอย่าคิดว่าเป็น แกนหลักขนาดเล็ก

ความเข้าใจของผู้คนเกี่ยวกับอุณหภูมิของแกนโลกก็ผ่านกระบวนการที่คดเคี้ยวเช่นกัน ตัวอย่างเช่น ในปี 1993 นักวิทยาศาสตร์โบห์เลอร์ได้ตีพิมพ์ผลการวิจัยในวารสารเนเจอร์ โดยเชื่อว่าอุณหภูมิที่ส่วนต่อประสานระหว่างแกนในและแกนนอกของ แกนโลก อยู่ใกล้ 5,000 เคลวิน ในปี 2013 การศึกษาอื่น ผู้เขียนตีพิมพ์บทความในไซเอินซ์ ในปี 2013 ชี้ให้เห็นว่าอุณหภูมิของแกนโลกสูงถึง 6,000 เคลวิน

แกนโลกแบ่งคร่าวๆได้เป็น 2 ชั้นแกนในเป็นของแข็งและมีปริมาตรน้อยมาก เพียงประมาณ 1 เปอร์เซ็นต์ ของเนื้อโลกแกนนอกเป็นของเหลวและไหลช้าๆเมื่อพิจารณาจากสถานการณ์การสำรวจในปัจจุบัน เส้นแบ่งระหว่างแกนในที่เป็นของแข็งและแกนนอกที่เป็นของเหลวของโลกอยู่ที่ประมาณ 5,155 กิโลเมตร ซึ่งยังลึกอยู่มาก

หลายคนคิดว่าการสำรวจแกนโลกดูง่ายกว่าการสังเกตจักรวาลอันกว้างใหญ่ด้วยตาเปล่า ดังนั้นหลังจากที่คนโบราณมีความตั้งใจที่จะของโลก พวกเขาควรจะไขปริศนาของแกนโลกได้อย่างรวดเร็ว แต่ในความเป็นจริงจากมุมมองหนึ่ง การสำรวจ แกนโลก นั้นยากยิ่งกว่าการสำรวจจักรวาลเสียอีก เพราะเมื่อ 200 ปีก่อน เราไม่รู้อะไรเลยเกี่ยวกับชั้นต่างๆภายในโลก

แกนโลกถูกค้นพบโดยบังเอิญ เมื่อผู้คนศึกษาแผ่นดินไหวในศตวรรษที่ 19 พวกเขาพบว่าความเร็วในการส่งผ่านของคลื่นอัดและคลื่นเฉือนแตกต่างกันอย่างมาก และคลื่นอัดมักจะเหนือกว่าและยังมีข้อแตกต่างที่สำคัญอีกอย่างหนึ่งระหว่างสองสิ่งนี้ นั่นคือคลื่นเฉือนไม่สามารถผ่านของเหลวได้ด้วยวิธีนี้ผู้คนยังคงติดตามรากและเริ่มใช้คลื่นไหวสะเทือนเพื่อศึกษาโครงสร้างภายในของโลก

ตัวอย่างเช่น ในปี 1906 ริชาร์ด ดิกสัน โอลดแฮม นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ จากบันทึกแผ่นดินไหวและงานวิจัยที่เกี่ยวข้อง ได้พิสูจน์ว่าความเร็วของคลื่นไหวสะเทือนจะลดลงตามความลึกที่เพิ่มขึ้น ซึ่งหมายความว่าโครงสร้างภายในโลกมีลักษณะเป็นชั้นๆไม่แข็งโดยสมบูรณ์ หรือของเหลวเมื่อการวิจัยดำเนินไป สมมติฐานเดิมคือแกนโลกเป็นของเหลวเพราะคลื่นเฉือนไม่สามารถผ่านเข้าไปได้

แต่ต่อมาทุกคนค้นพบว่าสิ่งต่างๆนั้นไม่ง่ายนัก เพราะจริงๆแล้วมีแกนชั้นในที่เป็นของแข็งห่อหุ้มอยู่ภายในชั้นแกนกลางที่เป็นของเหลว ข้อมูลแสดงให้เห็นว่าในปี พ.ศ. 2479 อิงเง ลีแมน นักวิทยาศาสตร์หญิงชาวเดนมาร์กได้ค้นพบช่วงคลื่นไหวสะเทือนใหม่ในบริเวณเงาคลื่นอัด เธอเสนอว่านี่จะต้องเป็นการสะท้อนของชั้นกลางอีกชั้นในแกนโลกโครงสร้างชั้นและแกนนอกเป็นของเหลวแกนเป็นของแข็ง

หลังจากอิงเง ลีแมน โมเดลแกนสองชั้นกลายเป็นโมเดลที่ยอมรับ เมื่อพูดถึงเรื่องนี้ทุกคนอาจพบว่ามันยากที่จะเข้าใจ ในความเป็นจริง เราสามารถใช้ช็อกโกแลตเฟอเรโรทั่วไปเป็นตัวอย่างได้ ชั้นนอกของช็อกโกแลตที่เป็นของแข็งคือเปลือกและเปลือกโลก และส่วนนอกของแซนด์วิชเป็นของเหลวอ่อนซึ่งเป็นแกนด้านนอก ส่วนถั่วอยู่ด้านในศูนย์กลางโดยธรรมชาติแล้วมันคือแกนใน

นอกจากนี้ ผู้คนยังค้นพบในระหว่างการวิจัยว่ากิจกรรมของแกนนอก ที่เป็นของเหลวจะก่อตัวเป็นขนปกคลุมร้อนที่รอยต่อระหว่างแกนกลางและเนื้อโลกเริ่มหมุน นอกจากนี้ยังมีการศึกษาที่เชื่อว่าการมีอยู่ของแกนโลกชั้นนอกได้สร้างสนามแม่เหล็กโลก และสนามแม่เหล็กก็ปกป้องโลกและทำให้มีเงื่อนไขในการกำเนิดชีวิต ไม่ยากที่จะเห็นว่าแกนโลกยังคงมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อโลก

และด้วยเหตุนี้ผู้คนจึงให้ความสนใจอย่างมากกับสถานการณ์ของแกนโลกก่อนหน้านี้ ทีมวิจัยชาวสวิสได้ค้นพบสถานการณ์ข้างต้นในขณะที่ติดตามสถานะของแกนโลก หลายคนสงสัยว่าทีมวิจัยค้นพบว่าแกนโลกเย็นลงได้อย่างไร เป็นไปได้ไหมที่มีการสร้างเทอร์โมมิเตอร์ขึ้นมาเพื่อวัด ไม่น่าเป็นไปได้อย่างแน่นอน ในความเป็นจริง นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีซูริกในสวิตเซอร์แลนด์ใช้แร่ธาตุที่จุดเชื่อมต่อระหว่างแกนกลาง

และชั้นแมนเทิลเป็นวัตถุอ้างอิงในการทดลองแร่ที่เรียกว่าแบไรต์ นำความร้อนได้ดีจนผู้คนสามารถประมาณอุณหภูมิของแกนโลกได้ โดยการวัดค่าการนำความร้อนของแบไรต์ หากรักษาอุณหภูมิของแกนโลกให้อยู่ในระดับสูง ค่าการนำความร้อนจะยังคงสูงอยู่ตรงกันข้าม มันพิสูจน์ว่าอุณหภูมิของแกนโลกเย็นลง เมื่อคุณเข้าใจกลไกนี้แล้ว คุณจะเข้าใจว่าทำไมนักวิทยาศาสตร์ชาวสวิสถึงเชื่อว่าแกนโลกกำลังจะ หมดพลังงาน

จากข้อมูลนักวิจัยพบว่าค่าการนำความร้อนของแบไรต์ สูงกว่าที่คาดไว้ โดยจะสูงกว่าที่คาดไว้ประมาณ 1.5 เท่า หมายความว่าการนำความร้อนที่เคยเกิดขึ้นบริเวณนี้จะเด่นชัดขึ้นการนำความร้อนที่มีนัยสำคัญมากขึ้นจะเพิ่มการพาความร้อนของเนื้อโลกโดยไม่ได้ตั้งใจ ซึ่งจะทำให้แกนกลางเย็นตัวเร็วขึ้นในที่สุด จะเห็นได้ว่าตามแบบจำลองล่าสุดอัตราการเย็นตัวของแกนโลกเร็วกว่าที่ประเมินไว้ก่อนหน้านี้มาก

แม้ว่าเราไม่สามารถคาดเดาได้ว่าอุณหภูมิของแกนโลกจะสูญเสียไปในช่วงใดนอกจากนี้ ผู้คนยังพบว่าเมื่ออัตราการเย็นตัวถูกเร่งขึ้น เฟสของแร่ธาตุบางส่วนที่ขอบเขตจะเปลี่ยนไป ตัวอย่างเช่น บริเนลไลต์ที่เรากล่าวถึงข้างต้นจะเปลี่ยนเป็นแร่เพอร์รอฟสไกต์เฟส ด้วยเหตุนี้นักวิจัยจึงเชื่อว่าอัตราการเย็นตัวของแกนกลางสามารถประเมินได้โดยการประมาณสัดส่วนของแร่ธาตุเพอรอฟสไกต์ในขอบเขตระหว่างเนื้อแมนเทิลกับแกนกลาง

เป็นที่น่าสังเกตว่าหลายคนกลัวว่าการเย็นตัวของแกนโลกจะส่งผลกระทบต่อความอยู่รอดของมนุษย์ในที่สุด ท้ายที่สุดแม้ว่าจะไม่มีการระเบิดของภูเขาไฟและการเคลื่อนตัวของแผ่นเปลือกโลก แต่ก็จะไม่ส่งผลกระทบต่อผู้คนมากนัก แต่เมื่อ เครื่องยนต์ หยุดทำงานและสนามแม่เหล็กหายไป ปัญหาจะร้ายแรงมาก ดังนั้นการเร่งความเร็วของอัตราการเย็นตัวของแกนโลกจะทำให้เกิดผลกระทบร้ายแรงอย่างที่ผู้คนจินตนาการหรือไม่

การระบายความร้อนของแกนกลางน่ากลัวขนาดนั้นจริงหรือ คุณไม่ต้องกังวลมากเกินไป เพราะแม้ว่าอัตราการเย็นตัวจะเร็วกว่าที่คาดไว้ แต่ก็ยากที่จะทำให้เกิดผลกระทบระหว่างการอยู่รอดของมนุษย์ ท้ายที่สุดแล้ว การเปลี่ยนแปลงดังกล่าวบนโลกมักจะกินเวลาหลายร้อยล้านปีเป็นช่วงๆและอารยธรรมของมนุษย์ก็ไม่อาจดำรงอยู่ได้ในช่วงเวลานั้นหากเราโชคดีจริงๆที่สามารถอยู่รอดได้จนถึงวันที่แกนโลกเย็นสนิท

เราน่าจะเชี่ยวชาญเทคโนโลยีที่สูงกว่าและสามารถหนีออกจากโลกได้ทุกเมื่อ เมื่อถึงจุดนั้น ผลกระทบของมันจะไม่มีนัยสำคัญ อย่างไรก็ตาม การวิจัยนี้ไม่ได้ไร้ประโยชน์ เพราะทำให้เราเห็นว่ายังมีสิ่งที่ไม่รู้อีกมากมายซ่อนอยู่ลึกลงไปในดิน และการตัดสินในอดีตบางอย่างอาจผิดพลาดได้ ด้วยความเข้าใจที่มากขึ้น มนุษย์ยังสามารถวางแผนสำหรับอนาคตได้ตั้งแต่เนิ่นๆ

บทความที่น่าสนใจ : ประวัติศาสตร์ ม่านเหล็ก สัญลักษณ์ของความขัดแย้งทางอุดมการณ์ในอดีต