หลักฐานใหม่ยืนยัน โลกมีโครงสร้างชั้นที่ 5 ซ่อนอยู่ลึกลงไปใต้แก่นชั้นใน

หลักฐานใหม่ยืนยัน โลกมีโครงสร้างชั้นที่ 5 ซ่อนอยู่ลึกลงไปใต้แก่นชั้นใน - BBCไทย

แม้จะสันนิษฐานกันมานานแล้วว่า โลกของเรามีโครงสร้างที่ลึกลงไปภายในมากกว่า 4 ชั้น ซึ่งต่างจากสิ่งที่ตำราเรียนได้เคยระบุเอาไว้ แต่ล่าสุดนักวิทยาศาสตร์เพิ่งจะพบหลักฐานที่ยืนยันได้ว่า ภายใต้แก่นโลกชั้นใน (inner core) ยังมีชั้นของแร่ธาตุที่มีโครงสร้างต่างออกไปซ่อนอยู่อีกเป็นชั้นที่ 5 ด้วย

ทีมนักธรณีฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยแห่งชาติออสเตรเลีย (ANU) ค้นพบหลักฐานที่ช่วยพิสูจน์ถึงการมีอยู่ของแก่นโลกในชั้นที่ลึกกว่าเดิม หลังนำข้อมูลที่ศูนย์แผ่นดินไหววิทยาระหว่างประเทศ (ISC) ของสหราชอาณาจักร ได้สังเกตการณ์และเฝ้าบันทึกนานหลายสิบปีมาวิเคราะห์

SCIENCE PHOTO LIBRARY
โครงสร้างทางธรณีวิทยาของโลก 4 ชั้น ได้แก่เปลือกโลก, เนื้อโลก, แก่นโลกชั้นนอก, แก่นโลกชั้นใน

ตามปกติแล้ว การศึกษาโครงสร้างทางธรณีวิทยาใต้พื้นโลกชั้นที่ลึกมากจะใช้วิธีศึกษาโดยอ้อม เช่นดูองค์ประกอบทางเคมีของแมกมาภูเขาไฟที่ปะทุออกมา หรือวิเคราะห์ความเร็วและการหักเหเบี่ยงเบนทิศทางของคลื่นแผ่นดินไหว ขณะที่มันเคลื่อนผ่านโครงสร้างของโลกชั้นต่าง ๆ ตั้งแต่ชั้นเปลือกโลก, เนื้อโลก. แก่นโลกชั้นนอก ไปจนถึงแก่นโลกชั้นใน และทะลุออกไปยังเปลือกโลกอีกด้านหนึ่ง

• พบส่วนประกอบปริศนา 5% ของแก่นโลกอาจเป็นซิลิคอน
• สนามแม่เหล็กโลกยุคโบราณอาจเกิดจากทะเลแมกมาเหนือพื้นผิว
• มหาสมุทรแอตแลนติกขยายตัวกว้างใหญ่ขึ้นทุกปีเพราะอะไร

ข้อมูลดังกล่าวจะช่วยบอกได้ว่า โครงสร้างชั้นต่าง ๆ ของโลกประกอบด้วยแร่ธาตุใด และมีความหนาหรือบางมากน้อยแค่ไหนบ้าง ซึ่งก่อนหน้านี้มีการสันนิษฐานว่า แก่นโลกชั้นลึกสุดซึ่งเป็นโครงสร้างชั้นที่ 5 นั้น อาจเป็นเหล็กที่มีการจัดเรียงตัวของผลึกโลหะแตกต่างไปจากแก่นโลกชั้นอื่น ๆ

รายงานวิจัยที่ตีพิมพ์ในวารสาร Journal of Geophysical Research: Solid Earth ระบุว่าทีมผู้วิจัยได้ใช้อัลกอริทึมของคอมพิวเตอร์ ช่วยค้นหาข้อมูลการเดินทางของคลื่นสั่นสะเทือนผ่านชั้นต่าง ๆ ของโลก เท่าที่เคยเกิดขึ้นและบันทึกไว้ในประวัติศาสตร์ โดยจับคู่ข้อมูลเหล่านี้เข้ากับแบบจำลองโครงสร้างของโลกที่เป็นไปได้หลายพันแบบ เพื่อดูว่าแบบจำลองใดจะสอดคล้องกับข้อมูลเชิงประจักษ์ที่มีอยู่มากที่สุด

STEPHENSON ET AL. / JGR SOLID EARTH
แผนภาพแสดงเส้นทางการหักเหของคลื่นแผ่นดินไหวที่เดินทางทะลุผ่านโครงสร้างชั้นต่าง ๆ ของโลก

ผลปรากฏว่าพบคลื่นแผ่นดินไหวจำนวนมากเคลื่อนที่ได้ช้าลง และพบการเบี่ยงเบนราว 54 องศา ขณะที่เคลื่อนผ่านโครงสร้างด้านในของโลกส่วนหนึ่ง แต่เมื่อคลื่นเคลื่อนผ่านโครงสร้างดังกล่าวไป มันจะเคลื่อนตัวได้เร็วเช่นเดิมและวางตัวขนานกับแนวแกนหมุนของโลก

ดร. โจแอน สตีเฟนสัน ผู้นำทีมวิจัยเผยว่า ผลการศึกษาคลื่นแผ่นดินไหวดังกล่าวชี้ชัดว่าแก่นชั้นในสุดของโลกมีลักษณะไม่เป็นเนื้อเดียว แต่ยังมีโครงสร้างที่แตกต่างออกไปซ้อนอยู่อีกชั้นหนึ่ง "นี่เป็นเรื่องที่น่าตื่นเต้นมาก และอาจทำให้เราต้องแก้ไขตำราเรียนที่ใช้กันอยู่เสียใหม่"

"หลักฐานล่าสุดนี้ยังบ่งชี้ว่า โลกในยุคดึกดำบรรพ์มีการลดอุณหภูมิ โดยเย็นตัวลงครั้งใหญ่อย่างน้อย 2 ครั้ง จนทำให้เกิดโครงสร้างชั้นในลักษณะดังกล่าว"

ผลของการวิจัยนี้ยังไม่สามารถบอกได้แน่นอนว่า แก่นโลกชั้นที่ 5 นั้นมีขนาดหนาบางเพียงใด และมีความแตกต่างอื่น ๆ อีกหรือไม่ เมื่อเทียบกับแก่นโลกชั้นในที่รู้จักกันอยู่แล้ว ซึ่งแก่นโลกชั้นในนี้ร้อนจัดกว่า 5,000 องศาเซลเซียส และมีปริมาตรคิดเป็นเพียง 1% ของโลกทั้งใบเท่านั้น