นักวิทยาศาสตร์สงสัยมานานแล้วว่าอะไรอยู่ที่ใจกลางโลก และงานวิจัยล่าสุดกำลังให้น้ำหนักกับทฤษฎีที่ว่าโลกของเรามีก้อนเหล็กที่แตกต่างกันอยู่ภายในแกนกลางที่เป็นโลหะ
ผลการศึกษาใหม่ที่ตีพิมพ์ในวารสาร Nature Communications เมื่อวันอังคาร (21 ก.พ.) ที่ผ่านมาพบว่า ใต้เปลือกโลกชั้นนอกสุด เนื้อแมนเทิล (ชั้นที่อยู่ถัดจากเปลือกโลกลงมา) และแกนชั้นนอกที่เป็นของเหลว มีแกนกลางที่เป็นโลหะแข็งอยู่ ซึ่งแท้จริงแล้วมีชั้นซ่อนเร้นหรือ ‘แกนชั้นในสุด’ อยู่ภายใน
การค้นพบครั้งยิ่งใหญ่ชี้ให้เห็นว่าโลกมีชั้นหลัก 5 ชั้นแทนที่จะเป็น 4 ชั้น และระบุรายละเอียดใหม่ที่นักวิทยาศาสตร์สามารถใช้เพื่อช่วยไขปริศนาที่เก่าแก่ที่สุดเกี่ยวกับโลกของเราและวิธีการก่อตัวขึ้นของชั้นโลก
ผลการศึกษาใหม่ที่ตีพิมพ์ในวารสาร Nature Communications เมื่อวันอังคาร (21 ก.พ.) ที่ผ่านมาพบว่า ใต้เปลือกโลกชั้นนอกสุด เนื้อแมนเทิล (ชั้นที่อยู่ถัดจากเปลือกโลกลงมา) และแกนชั้นนอกที่เป็นของเหลว มีแกนกลางที่เป็นโลหะแข็งอยู่ ซึ่งแท้จริงแล้วมีชั้นซ่อนเร้นหรือ ‘แกนชั้นในสุด’ อยู่ภายใน
การค้นพบครั้งยิ่งใหญ่ชี้ให้เห็นว่าโลกมีชั้นหลัก 5 ชั้นแทนที่จะเป็น 4 ชั้น และระบุรายละเอียดใหม่ที่นักวิทยาศาสตร์สามารถใช้เพื่อช่วยไขปริศนาที่เก่าแก่ที่สุดเกี่ยวกับโลกของเราและวิธีการก่อตัวขึ้นของชั้นโลก
ตามข่าวที่เผยแพร่ระบุว่า นักธรณีวิทยากล่าวเป็นครั้งแรกว่าแกนกลางของโลกอาจมีชั้นเพิ่มเติมที่มองไม่เห็นเมื่อประมาณ 20 ปีที่แล้ว และจากการศึกษาใหม่ระบุอีกว่า ขณะนี้การใช้ชุดข้อมูลใหม่ที่รวบรวมโดยการวัดคลื่นไหวสะเทือนของแผ่นดินไหวเมื่อเคลื่อนผ่านใจกลางโลก ซึ่งในที่สุดนักวิจัยก็ตรวจพบแกนในสุดนั้นแล้ว
คลื่นไหวสะเทือนก็คือการสั่นสะเทือนที่วิ่งภายในหรือตามพื้นผิวโลกซึ่งผ่านชั้นในของโลกอันเป็นผลมาจากแผ่นดินไหว หรือภูเขาไฟ
“ในการศึกษานี้ เป็นครั้งแรกที่เรารายงานการสังเกตคลื่นไหวสะเทือนที่เกิดจากแผ่นดินไหวรุนแรงที่เคลื่อนที่ไปมาจากด้านหนึ่งไปยังอีกด้านหนึ่งของโลกถึง 5 ครั้งในลักษณะการแฉลบ” ดร. ฝ่ามทันห์ซน ผู้ร่วมวิจัย และนักแผ่นดินไหววิทยากล่าว
“ส่วนเหตุผลที่ชั้นนี้ไม่เคยถูกสังเกตอย่างละเอียดมาก่อน เป็นเพราะองค์ประกอบของมันคล้ายกับชั้นที่อยู่ด้านบนมาก และจากรายงานการศึกษา พบว่า แกนกลางที่ตรวจพบใหม่ทั้ง 2 แห่งนี้น่าจะเป็นลูกบอลโลหะที่มีความกว้าง 400 ไมล์ (644 กิโลเมตร) และเปลือกนอกของมันคือโลหะผสมเหล็ก-นิกเกิล โดยมีองค์ประกอบอื่นๆ ในปริมาณเล็กน้อย”
“นอกจากนี้ การเปลี่ยนจากลูกกลมด้านในสุด (แข็ง) ไปยังเปลือกนอกของแกนใน (เปลือกแข็งเช่นกัน) ดูเหมือนจะเปลี่ยนแปลงอย่างช้าๆ มากกว่าจะปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว นั่นคือเหตุผลที่เราไม่สามารถสังเกตมันผ่านการสะท้อนโดยตรงของคลื่นไหวสะเทือน” ฝ่าม กล่าว
นักวิจัยใช้เครื่องมือตรวจจับคลื่นสั่นสะเทือนพบว่าแกนในชั้นในสุดมีลักษณะแอนไอโซโทรปี (anisotropy) ที่แตกต่างกัน ซึ่งเป็นคุณสมบัติของสสารที่ทำให้มันแสดงลักษณะต่างๆ กันขึ้นอยู่กับมุมที่มันเข้าใกล้
การตรวจพบเลเยอร์ใหม่มากกว่า 1,000 ไมล์ (1,600 กิโลเมตร) นั้นมีความสำคัญ และการมีแกนที่อยู่ด้านในสุดที่แตกต่างกันจะทำให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจสนามแม่เหล็กโลกได้ดีขึ้น รวมถึงวิวัฒนาการของสนามแม่เหล็กโลก
“นอกจากนี้ การค้นพบครั้งใหม่ยังทำให้เรามองเห็นสิ่งที่อาจเกิดขึ้นกับดาวเคราะห์ดวงอื่น ซึ่งเราใช้ดาวอังคารเป็นตัวอย่าง และเรายังไม่เข้าใจว่าทำไม (สนามแม่เหล็กของดาวอังคาร) ถึงไม่มีอยู่จริงในอดีต” ฝ่าม กล่าวทิ้งท้าย
คลื่นไหวสะเทือนก็คือการสั่นสะเทือนที่วิ่งภายในหรือตามพื้นผิวโลกซึ่งผ่านชั้นในของโลกอันเป็นผลมาจากแผ่นดินไหว หรือภูเขาไฟ
“ในการศึกษานี้ เป็นครั้งแรกที่เรารายงานการสังเกตคลื่นไหวสะเทือนที่เกิดจากแผ่นดินไหวรุนแรงที่เคลื่อนที่ไปมาจากด้านหนึ่งไปยังอีกด้านหนึ่งของโลกถึง 5 ครั้งในลักษณะการแฉลบ” ดร. ฝ่ามทันห์ซน ผู้ร่วมวิจัย และนักแผ่นดินไหววิทยากล่าว
“ส่วนเหตุผลที่ชั้นนี้ไม่เคยถูกสังเกตอย่างละเอียดมาก่อน เป็นเพราะองค์ประกอบของมันคล้ายกับชั้นที่อยู่ด้านบนมาก และจากรายงานการศึกษา พบว่า แกนกลางที่ตรวจพบใหม่ทั้ง 2 แห่งนี้น่าจะเป็นลูกบอลโลหะที่มีความกว้าง 400 ไมล์ (644 กิโลเมตร) และเปลือกนอกของมันคือโลหะผสมเหล็ก-นิกเกิล โดยมีองค์ประกอบอื่นๆ ในปริมาณเล็กน้อย”
“นอกจากนี้ การเปลี่ยนจากลูกกลมด้านในสุด (แข็ง) ไปยังเปลือกนอกของแกนใน (เปลือกแข็งเช่นกัน) ดูเหมือนจะเปลี่ยนแปลงอย่างช้าๆ มากกว่าจะปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว นั่นคือเหตุผลที่เราไม่สามารถสังเกตมันผ่านการสะท้อนโดยตรงของคลื่นไหวสะเทือน” ฝ่าม กล่าว
นักวิจัยใช้เครื่องมือตรวจจับคลื่นสั่นสะเทือนพบว่าแกนในชั้นในสุดมีลักษณะแอนไอโซโทรปี (anisotropy) ที่แตกต่างกัน ซึ่งเป็นคุณสมบัติของสสารที่ทำให้มันแสดงลักษณะต่างๆ กันขึ้นอยู่กับมุมที่มันเข้าใกล้
การตรวจพบเลเยอร์ใหม่มากกว่า 1,000 ไมล์ (1,600 กิโลเมตร) นั้นมีความสำคัญ และการมีแกนที่อยู่ด้านในสุดที่แตกต่างกันจะทำให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจสนามแม่เหล็กโลกได้ดีขึ้น รวมถึงวิวัฒนาการของสนามแม่เหล็กโลก
“นอกจากนี้ การค้นพบครั้งใหม่ยังทำให้เรามองเห็นสิ่งที่อาจเกิดขึ้นกับดาวเคราะห์ดวงอื่น ซึ่งเราใช้ดาวอังคารเป็นตัวอย่าง และเรายังไม่เข้าใจว่าทำไม (สนามแม่เหล็กของดาวอังคาร) ถึงไม่มีอยู่จริงในอดีต” ฝ่าม กล่าวทิ้งท้าย
