“แกนโลก” (อาจ) ยังมีชั้นนอกสุดอีก

โดย ASTVผู้จัดการออนไลน์ 14 ธันวาคม 2553 16:21 น.

นักธรณีวิทยาพบแกนโลก (อาจ) ยังมีชั้นนอกสุดอีก จากการวัดคลื่นแผ่นดินไหวจากใจกลางโลก เชื่อการค้นครั้งนี้จะช่วยไขความลึกลับของสนามแม่เหล็กโลกที่คงอยู่มากว่า 3,000 ล้านปี
       
       หลักๆ แล้วแกนโลกประกอบด้วยเหล็กซึ่งแยกออกเป็น 2 ส่วน คือ แกนกลางที่เป็นแข็งกว้าง 2,440 กิโลเมตร และปกคลุมชั้นของเหลวด้านนอกที่มีความหนา 2,250 กิโลเมตร แม้ว่าความจุส่วนใหญ่ของแกนโลกจะเป็นเหล็ก แต่นักวิจัยทราบอีกว่า แกนโลกยังมีธาตุเบาๆ อย่างออกซิเจนและซัลเฟอร์ด้วย
       
       นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่า ตลอดเวลาที่แกนโลกตกผลึกนั้นกระบวนการนี้จะบีบให้ธาตุเบาเหล่านี้หนีออกมาสู่ชั้นของเหลวด้านนอก และตอนนี้นักธรณีวิทยาเชื่อว่าได้ตรวจพบความเข้มข้นที่มากขึ้นของธาตุเบาเหล่านี้ทั้งหมดในแกนโลกชั้นนอกแล้ว
       
       “ตั้งแต่ที่ได้เริ่มศึกษาโครงสร้างของแกนโลก ก็มีเค้าลางของโครงสร้างตั้งแต่นั้น นั่นเป็นเหตุผลที่เราค้นหา” ไลฟ์ไซน์รายงานเรื่องนี้และคำพูดของ จอร์จ เฮล์ฟฟริช (George Helffrich) นักธรณีวิทยาและนักแผ่นดินไหวจากมหาวิทยาลัยบริสตอล (University of Bristol) อังกฤษ
       
       เพื่อสืบเสาะทำความเข้าใจเกี่ยวกับแกนโลกไลฟ์ไซน์ระบุว่า นักวิจัยต้องเฝ้าดูคลื่นแผ่นดินไหวที่เคลื่อนผ่านชั้นแกนโลกชั้นนอก คลื่นดังกล่าวได้กระตุ้นให้เกิดแผ่นดินไหวในแอฟริกาใต้และตะวันตกเฉียงใต้ของมหาสมุทรแปซิฟิก แล้วได้บันทึกข้อมูลด้วยเครือข่ายเครื่องมือตรวจวัดแผ่นดินไหวในญี่ปุ่นและยุโรปตอนเหนือ
       
       ความเร็ว ณ จุดที่คลื่นแผ่นดินไหวเคลื่อนผ่านแกนโลกด้านนอกที่ความลึกแตกต่างกันนั้น บ่งชี้ว่าองค์ประกอบของแกนโลกแต่ละระดับความลึกนั้นไม่เหมือนกัน โดยชั้นบนสุดที่มีระยะ 300 กิโลเมตรนั้นมีโครงสร้างที่แตกต่างอย่างชัดเจนกับส่วนที่อยู่ใกล้ที่สุดซึ่งมีธาตุเบาอยู่ 5% โดยน้ำหนัก
       
       เฮล์ฟฟริชกล่าวว่า ยากที่จะไม่ยอมรับโครงสร้างแผ่นดินไหวที่พบได้ เพราะสัญญาณจากข้อมูลที่ใช้นั้นชัดเจนมาก แต่เขาก็ไม่ได้เอ่ยถึงการค้นพบครั้งนี้ ว่าเป็นการค้นพบชั้นใหม่อีกชั้นของแกนโลก หากแต่ระบุว่าคนอื่นอาจจะบอกว่า “ใช่” ซึ่งเขาได้เกี่ยวโยงกรณีชั้นใหม่ของแกนโลกที่น่าจะเป็นได้มากนี้กับชั้นของบรรยากาศ
       
       “ลองคิดถึงชั้นสตราโตสเฟียร์ที่อยู่เหนือหัวเราขึ้นไป มันมีชั้นให้เห็นไหม? มันไม่มีขอบเขตบอกไว้ มีเพียงการเปลี่ยนอุณหภูมิตามระดับความสูง เหมือนกัน กรณีนี้ไม่มีขอบเขตเช่นกันเราอนุมานว่า ภายในชั้นบนของแกนโลกนั้นความเร็วคลื่นค่อยๆ ลดลง และเป็นไปได้ว่าค่อยๆ เพิ่มขึ้นเมื่อขึ้นสู่พื้นผิว” เฮล์ฟฟริชกล่าว
       
       การค้นพบสิ่งเหล่านี้ จะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ไขปริศนาของสนามแม่เหล็กโลกได้ ซึ่งเฮล์ฟฟริชกล่าวว่า ปัญหาหนึ่งที่คงอยู่มานานมากคือ อะไรเป็นพลังงานให้สนามแม่เหล็กโลกคงอยู่มานานกว่า 3,000 ล้านปีได้อย่างไร และดูเหมือนว่ายังคงอยู่ต่อไป ซึ่งการหมุนของแกนโลกนี้เข้าใจว่าเป็นพลังงานที่ทำให้เกิดสนามแม่เหล็กรอบโลก
       
       คำตอบที่น่าจะเป็นไปได้มากที่สุดตามที่เฮล์ฟฟริชอธิบาย คือการขับธาตุเบาออกจากแกนโลกชั้นในได้ปลดปล่อยพลังงานศักย์เชิงโน้มถ่วงออกมา ขณะที่ของเหลวพุ่งขึ้นด้านบนก็ทิ้งพลังงานลงด้านล่าง ซึ่งได้ขับให้โลหะไหลอยู่แกนโลกชั้นใน และช่วยให้สนามแม่เหล็กยังคงมีอยู่ต่อไป ซึ่งข้อสันนิษฐานนี้สอดคล้องกับความเร็วของคลื่นแผ่นดินไหวที่พวกเขาค้นพบ
       
       อนาคตเราอาจทำนายการเกิดแผ่นดินไหวได้ดีขึ้นด้วยการจับตาดูชั้นแกนโลกชั้นนอกนี้ด้วย อีกทั้งเครือข่ายข้อมูลแผ่นดินไหวใหม่ๆ ในจีน อินเดีย หรือในสหรัฐฯ เองจะช่วยให้มีชุดข้อมูลที่มากขึ้น ซึ่งเฮล์ฟฟริชคาดว่าการปรับปรุงหลักๆ ของงานนี้จะช่วยสร้างแบบจำลองแกนโลกที่เป็นของเหลวได้ดีขึ้น และสร้างสมดุลการเติบโตของแกนโลกชั้นในกับองค์ประกอบของชั้นแกนโลก
       
       สำหรับผลงานของเฮล์ฟฟริชซึ่งร่วมศึกษากับ ซาโตชิ คาเนชิมา (Satoshi Kaneshima) จากมหาวิทยาลัยเคียวชู (University of Kyushu) ญี่ปุ่น ได้เผยแพร่การค้นพบครั้งนี้ลงในวารสารวิชาการเนเจอร์ (Nature)