Bilim insanlarının çözemediği sır: Dünya'nın iç çekirdeği orantısız büyüyor

Discover Magazine'in haberine göre bu olgu muhtemelen 1,5 milyar ila yarım milyar yıl önce iç çekirdeğin oluşumuna kadar uzanıyor. Bu noktada, milyarlarca yıllık soğumanın ardından, Dünya'nın ateşli iç kısmı nihayet devam eden bir kristalleşme sürecini başlatacak kadar ısı kaybetti. Şimdi, dış çekirdeğin erimiş demiri ısı kaybettikçe kristalleşerek iç çekirdeğin en yeni katmanı haline geliyor.

Bu hiperaktif yarımkürenin merkezi Endonezya'nın Banda Denizi'nin 1800 mil altında yer alıyor: İç çekirdeğin bu noktasında dünyanın diğer tarafına kıyasla yaklaşık yüzde 60 daha fazla demir kristali oluşuyor.

Bugün, sıcaklığı 5 bin dereceyi bulan iç çekirdek yaklaşık 750 millik bir yarıçapa sahip. Yine de bir asırlık orantısız büyümeden sonra bile, aslında deforme olmuş değil. Yerçekimi onu şekillendirmek için sürekli hareket ediyor, doğudaki fazlalığı yeniden dağıtıyor ve küresel şeklini koruyor. Büyüleyici bir bulmaca oluşturmanın yanı sıra, bu asimetrik büyüme Dünya'nın manyetik alanına güç sağlamaya ve hayatta kalmamıza yardımcı oluyor.

İç çekirdek hayatın merkezi

Yuvamız dediğimiz devasa gezegenin bu kadar küçük ve uzak bir katmanı olan iç çekirdeğin biz yüzey sakinleri üzerinde hayati bir etkisi var. Berkeley'deki California Üniversitesi'nde jeofizikçi olan ve yeni çalışmanın başyazarı Daniel Frost, "İç çekirdeğin önemini her zaman haklı çıkarmak zorunda kalıyorum" diyor. Frost'a göre insanlık aslında varlığımızı bu iç çekirdeğe borçlu. Çekirdek soğudukça ısı açığa çıkarıyor ve dış çekirdekte konveksiyon yaratıyor. Nihayetinde bu çalkalanan sıvı demir (jeodinamo olarak bilinir), bu gezegendeki yaşamı tehlikeli güneş rüzgarlarından koruyan manyetik alanı oluşturuyor.

Katmanlar aras ısı transferi

Aynı şekilde, üst katmanlar da çekirdeği etkiler. Frost, "Gezegenin her bir katmanı üstündekilerden etkilenir" diyor. İç çekirdek dış çekirdek tarafından, dış çekirdek manto tarafından, manto da kabuk tarafından çevreleniyor. Dolayısıyla iç çekirdeğin büyüyebilmesi için ısısını birbirini izleyen her katmana aktarması gerekiyor. Buna karşılık, her katman ısıyı alabilecek kapasitede olmalı. Bu katmanların bir kısmı Dünya'nın oluşumundan kalan, bir kısmı bozunan elementlerden gelen radyoaktif maddelerden oluşuyor.

Tüm bu dizilim, iç çekirdeğin dengesiz soğuması için olası bir mekanizmaya işaret ediyor. Endonezya'nın altındaki en büyük büyüme noktası büyük bir dalma-batma bölgesi. Burada, nispeten soğuk tektonik plaka parçaları yanan mantonun içine dalıyor ve onu soğutuyor. Frost bu tabloyu "Bu bir nevi içine buz küpleri atmak gibi" şeklinde ifade ediyor. Bu sıcaklık gradyanı, daha derin katmanların ısılarını atmasını ve böylece iç çekirdeğin katılaşmasını sağlıyor.

Frost, bu "buz küpleri" cılız olsa da ölçeği değiştirmeye yetebileceğinden şüpheleniyor. Frost konuyla ilgili şu sözleri dile getiriyor: "Bu hassas bir denge. Böyle bir farkı ortaya çıkarmak için çok fazla şeye ihtiyacınız olduğunu sanmıyorum"

Ancak bu açıklama çok basit olabilir: Dünyanın derinliklerinden gelen ısının dikey bir çizgide dağılıp dağılmadığı belli değil. Endonezya'nın dalan kabuğu, Endonezya'nın altında değil de örneğin Çin ya da Suudi Arabistan'ın altında bulunan çekirdeği de soğutabilir.

Şimdilik asimetrinin kendisi açıklanamıyor, ancak uzun süredir devam eden başka bir muammaya bir çözüm sunuyor: İç çekirdekteki demir kristallerinin neden Dünya'nın Kuzey-Güney dönüş eksenine paralel hizalandığı bu noktada aydınlatılmış oluyor. Hiç kimse çekirdeğin yapısını doğrudan gözlemleyemediğinden ancak sismologlar depremlerin Kuzey ve Güney Kutupları arasındaki çekirdek boyunca, ekvator boyunca olduğundan daha hızlı ilerlediğini tespit edebildi. Her şey eşit olduğunda, kristaller rastgele hizalanmış oluyor.

Berkeley araştırmacıları cevabın çekirdeğin orantısız oluşumunda yattığını öne sürüyor. Bilgisayar modellerine göre yerçekimi, kristalleri yeniden dağıtırken, onları bir tür "akış" haline getiriyor. Frost, "Bir nehre çubuk attığınızı düşünün. Eğer nehir akıyorsa, çubuklar akışla aynı hizaya gelecektir"

Benzer şekilde, iç çekirdek aktığı için kristaller onunla aynı hizaya geliyor ve yeraltı sarsıntıları için yüksek hızlı bir eyaletler arası geçiş görevi gören düzenli bir kafes oluşturuyor.

Bu asimetri ile manyetik alan arasındaki bağlantıyı anlamak için daha fazla araştırmaya ihtiyaç var. Ancak bu gezegensel zırhın varlığımızda oynadığı hayati rol göz önüne alındığında, onu destekleyen süreçleri araştırmaya değer. Bilim insanları manyetik alanın sık sık tersine döndüğünü ve geçiş sırasında geçici olarak zayıfladığını uzun zamandır biliyorlar. Ancak bunun nedeni açık değil.