يقع الحد الفاصل بين النواة الحديدية المنصهرة والوشاح الصخري لكوكب لأرض على عُمق 2900 كيلومتر تحت السطح، وعند الانتقال من النواة الحارّة إلى الوشاح الأبرد تنخفض درجة الحرارة بأكثر من ألف درجة مئويّة، والآن قام باحثون بتحليل كيفيّة سلوك الحديد داخل الكوكب ووجدوا أنّ اللب المنصهر ربما يُسرّب الحديد.
تشير الدراسة الجديدة إلى أنّ نظائر الحديد الأثقل تهاجر نحو درجات الحرارة الأدنى ضمن الوشاح بينما تدور النظائر الأخف نحو الأسفل عائدةً إلى القلب، حيث تحتوي نظائر العنصر نفسه على أعداد مختلفة من النيوترونات مما يمنحها كتل مختلف قليلاً. يمكن لهذا التأثير أن يتسبب في إثراء مواد النواة أو اللب المتسربة إلى الوشاح الأدنى بنظائر الحديد الثقيلة.
قال تشارلز ليشر Charles Lesher المؤلف الرئيسي وأستاذ الجيولوجيا في جامعة كاليفورنيا وعلم نظم الأرض في جامعة آرهوس Aarhus الدنماركيّة: “إذا كان ذلك صحيحاً، فهذا من شأنه تحسين فهمنا للتفاعل بين الوشاح والنواة”، ووفقاً له فإنّ فهم العمليات الفيزيائية التي تعمل على الحد الفاصل بين الاثنين أمر مهم لتفسير الصور الزلزالية للوشاح العميق، وكذلك نمذجة مدى الانتقال الكيميائي والحراري بين الأرض العميقة وسطح كوكبنا.
قام ليشر وزملاؤه بتحليل كيفية حركة نظائر الحديد بين المناطق ذات درجات الحرارة المختلفة أثناء التجارب التي أُجريت تحت درجة حرارة وضغط مرتفعين، ووجدوا أنّ النتائج التي توصلوا إليها يمكن أن تفسر سبب وجود نظائر حديد ثقيلة في صخور الوشاح أكثر من نيازك الكوندريت Chondrite، المادة الأولية من النظام الشمسي القديم.
تُظهر المحاكاة الحاسوبية التي أجراها فريق البحث أن مادة النواة هذه يمكن أن تصل إلى السطح، ممزوجة مع أعمدة الوشاح الساخنة المتدفقة ومنقولة بواسطتها، حيث ثارت بعض الحمم في المناطق الساخنة المحيطية مثل ساموا Samoa وهاواي Hawaii، وهي غنية بنظائر الحديدي الثقيلة التي يقترح ليشر وفريقه احتمال كونها علامة على نواة مُسرّبة.
