לא כל כדור הארץ מסתובב באותה מהירות

מחקר חדש מראה שהגלעין הפנימי של כדוה”א משלים סיבוב סביב צירו מהר יותר משאר הכוכב. הסיבה – אינטראקציה בין זרמים חשמליים

קנת צ'אנג, הארץ, חדשות וואלה!

ב-1996 העלו שני גיאו-פיסיקאים מהמעבדה לחקר כדור הארץ למונט-דוהרטי שבאוניברסיטת קולומביה השערה, שלפיה הגלעין הפנימי של כדור הארץ מסתובב סביב צירו בקצב מהיר יותר משאר כדור הארץ. כעת הציגו השניים מחקר חדש בכתב העת “Science”, המאשש את השערתם. לדבריהם, במשך תקופה של בין 700 ל-1,200 שנה מספיק הגלעין הפנימי לעשות סיבוב מלא נוסף.

הגלעין הפנימי הוא כדור של ברזל מוצק שקוטרו כ-2,400 קילומטרים, והוא עטוף בגלעין חיצוני שקוטרו כ-7,000 קילומטרים ואשר מורכב ממתכת נוזלית חמה. מכיוון שאין דבר המקבע את הגלעין הפנימי, טענו לפני כעשור שני הגיאו-פיסיקאים, הוא יכול לנוע בחופשיות ומהר יותר משאר הכוכב.

אולם מדענים אחרים הטילו ספק בניתוח שלהם, שהתבסס על השוואת מהירות התנועה של גלי רעידות אדמה שעברו דרך כדור הארץ. ניסיונות אחרים לקבוע את מהירות הסיבוב של הגלעין הפנימי הניבו מגוון תוצאות. כמה מדענים טענו כי הוא אכן מסתובב, אבל בקצב אטי יותר מזה שקבעו החוקרים מקולומביה. אחרים אמרו שלא הצליחו למצוא סימנים לכך שהגלעין הפנימי אינו נע באותו קצב כמו שאר כדור הארץ.

החוקרים מקולומביה – ד”ר פול ריצ'רדס וד”ר שיאדונג סונג, כיום גיאולוג באוניברסיטת אילינוי – ביצעו מחקר חדש, שלדבריהם יבטל את כל הספקות. ד”ר גארי גלצמאייר, מרצה למדעי כדור הארץ באוניברסיטת קליפורניה בסנטה קרוז, שלא היה שותף למחקר החדש, אמר כי “כעת, מי שיסתכלו בנתונים יאמרו 'נכון, מן הסתם הגלעין הפנימי מסתובב מהר יותר משאר כדור הארץ'”.

החיכוך בין הגלעין החיצוני לפנימי יוצר זרמים חשמליים

במחקר שערכו ב-1996 השוו ריצ'רדס וסונג אותות סייסמיים מרעידות אדמה באזורים שונים בכדור הארץ, והגיעו למסקנה כי הגלעין הפנימי מסתובב בקצב המהיר ב-1.1 מעלות בשנה לעומת שאר כוכב הלכת. המחקר החדש מדויק יותר, מכיוון שהחוקרים הצליחו לאתר 18 זוגות של רעידות אדמה שהתרחשו בהפרשי זמן של שנים, אך היו כמעט זהות מבחינת עוצמתן והמקום בו פגעו. רעידות האדמה התרחשו באזור איי סנדוויץ' שבדרום האוקיינוס האטלנטי, ליד אנטארקטיקה, ונקלטו על ידי סייסמוגרפים באלסקה. בדרכם מקוטב לקוטב, הגלים הסייסמיים התפשטו דרך כדור הארץ. חלקם עברו דרך הגלעין הפנימי וחלקם לא.

“הגלים שנעו דרך האזור שמחוץ לגלעין הפנימי – קרום כדור הארץ, המעטפת, הגלעין החיצוני – הם כולם זהים”, אמר סונג. “רק כשהם עוברים דרך הגלעין הפנימי הם שונים”.

החוקרים גילו שני הבדלים עיקריים בין הגלים הסייסמיים שעברו דרך הגלעין הפנימי ובין אלה שלא עברו דרכו. ראשית, הגלים שעברו דרך הגלעין הפנימי נעו מהר יותר. לדוגמה, ברעידת אדמה שהתרחשה ב-2003 הגלים הסייסמיים שנעו דרך הגלעין הפנימי הגיעו לאלסקה מהר יותר בעשירית שנייה, לעומת גלים מאירוע כמעט זהה ב-1993, שבו הגלים הסייסמיים לא עברו דרך הגלעין הפנימי. בנוסף לכך, הגלים הסייסמיים שעוברים דרך הגלעין הפנימי משנים את צורתם. “מתצפיות אלה אנו מסיקים כי השינויים נגרמים עקב הגלעין הפנימי, והסיבה לשינויים היא שהוא מסתובב מהר יותר משאר כדור הארץ”, אמר סונג.

פרסומתחוקרים סבורים שכוחות החיכוך בין הגלעין החיצוני לגלעין הפנימי יוצרים זרמים חשמליים, שבתורם מחוללים את השדה המגנטי של כדור הארץ. לדברי ריצ'רדס וסונג, האינטראקציה בין הזרמים החשמליים לשדה המגנטי היא שגורמת לגלעין הפנימי להסתובב במהירות זוויתית גדולה יותר בהשוואה לשאר הכוכב. כדור הארץ משלים הקפה אחת סביב צירו (360 מעלות) ביממה. מהמחקר החדש עולה כי במשך שנה מסתובב הגלעין הפנימי בעוד 0.3 עד 0.5 מעלות נוספות, בהשוואה לשאר כדור הארץ.

גלצמאייר אמר כי הממצאים של ריצ'רדס וסונג “חשובים מאוד” להבנת השדה המגנטי של כדור הארץ.