چرا یک طرف زمین به سرعت سردتر میشود نسبت به طرف دیگر
این داستان عجیبی است دربارهٔ دو نیمکره.
توسط کارولین دلبرت
چه چیزهایی در این داستان یاد میگیرید:
- تحقیقات نشان میدهد نیمکرهٔ اقیانوس آرام، حرارت را سریعتر از نیمکرهٔ آفریقا از دست میدهد.
- این حرارت از درون مذاب زمین میآید که موجب جابجایی قارهها میشود.
- زمینهای بزرگ، حرارت را بیشتر از سطح کف دریا حفظ میکنند که نشان میدهد اقیانوس آرام در گذشته گرمتر بوده است.
دانشمندانی از دانشگاه اسلو میگویند یک طرف داخلی زمین حرارت را بسیار سریعتر از طرف دیگر از دست میدهد—و عامل این امر تقریباً به قدمت زمان است.
مطالعهای که در Geophysical Research Letters منتشر شده است، از مدلهای رایانهای چهارصد میلیون سال گذشته استفاده میکند تا «عایقدار بودن» هر نیمکره توسط جرم قارهای را محاسبه کند؛ ویژگی کلیدیای که حرارت را درون خود نگه میدارد و از آزاد شدن آن جلوگیری میکند. این الگو تا دوران پانجه برمیگردد.
زمین دارای یک لایهٔ مایع گرم و سرخ است که کل سیاره را از داخل گرم میکند. همچنین میچرخد و هم گرانش و هم میدان مغناطیسی زمین را تولید میکند. این ویژگی جو محافظ ما را نزدیک به سطح زمین نگه میدارد.
در طول مدت بسیار طولانی، این بخش داخلی همچنان سرد میشود تا زمانی که زمین شبیه مریخ شود. نکتهٔ شگفتانگیز مطالعه این است که انتشار حرارت بهطور نامساوی انجام میگیرد؛ اما دلیل آن بهطرز شهودی قابل درک است: برخی از مناطق زمین توسط جرم زمینی بیشتر عایقدار شدهاند و لایهای شبیه «ترموس» ایجاد کردهاند که حرارت را حفظ میکند.
این در تضاد با نحوهٔ از دست دادن عمدهٔ حرارت زمین است: «تکامل حرارتی زمین عمدتاً توسط نرخ از دست دادن حرارت از طریق لایهٔ صخرهای اقیانوسی کنترل میشود»، نویسندگان مطالعه مینویسند. چرا این نقطه بیشترین اتلاف حرارت را دارد؟ برای پاسخ به این سؤال، نیاز به مرور سریع و مختصر جابجایی قارهها داریم.
مانتل زمین شبیه یک کورهٔ همرفت است که یک تردمیل را بهکار میگیرد. هر روز، سطح کف دریا اندکی حرکت میکند؛ کف دریا جدید از گدازهای که در مرز قارهای فوران میکند، شکل میگیرد، در حالی که کف دریا قدیمی زیر زمین قارهای موجود خرد شده و ذوب میشود.
کف دریا بهمراتب نازکتر از زمینهای وسیع است و دمای درون زمین توسط حجم عظیم آب سردی که بالای آن قرار دارد، «ساکن» میشود. تصور کنید اقیانوس عظیم اقیانوس آرام را در مقایسه با زمینهای بزرگی که در سمت مخالف قارههای آفریقا، اروپا و آسیا قرار دارند؛ منطقی است که حرارت از بزرگترین کف دریا در جهان سریعتر پخش شود.
تحقیقات قبلی دربارهٔ این اثر کف دریا تنها تا ۲۳۰ میلیون سال پیش باز میگشت؛ به این معنی که مدل جدید که تا ۴۰۰ میلیون سال پیش میرود، تقریباً بازهٔ زمانی مورد مطالعه را دو برابر میکند.
در نتایج تضاد شگفتانگیزی وجود دارد. نیمکرهٔ اقیانوس آرام حدود ۵۰ کلوین بیشتر از نیمکرهٔ آفریقا سرد شده است، اما «سرعتهای یکنواخت بالاتر صفحات نیمکرهٔ اقیانوس آرام در طول ۴۰۰ [میلیون سال] گذشته» نشان میدهد که اقیانوس آرام بود در زمان خاصی گرمتر.
آیا در دورهای از گذشتهٔ بسیار دور، این ناحیه توسط زمینهای گستردهتری پوشیده شده بود تا حرارت بیشتری را در دل خود نگه دارد؟ توضیحات دیگری نیز ممکن است، اما بههر حال، فعالیت تکتونیکی بالای اقیانوس آرام امروز نشانگر نابرابری حرارتی است. هرچه ماندل مذابتر باشد، صفحات بیشتر میتوانند سر بخورند و بههم برخورد کنند.