ไขปริศนา “แก่นโลก” หมุนช้าจนเปลี่ยนทิศ ทำให้หนึ่งวันมนุษย์สั้นลง ?
ปริศนาที่ว่านี้คืออะไร และทำไมนักวิทยาศาสตร์ต้องสนใจแก่นโลกชั้นในมากขนาดนี้ บทความนี้มีคำตอบ
---วัฏจักรการหมุนเปลี่ยนทิศ 70 ปี---
มนุษย์ค้นพบการดำรงอยู่ของแก่นโลกชั้นในเมื่อปี 1936 แต่จนทุกวันนี้ นักวิทยาศาสตร์ก็พยายามไขปริศนาว่า แก่นโลกชั้นในหมุนเร็วแค่ไหน และไปในทิศทางไหน
ปัจจุบัน มีหลักฐานเพิ่มมากขึ้นเรื่อย ๆ ที่ชี้ว่า การหมุนของแก่นโลกมีการเปลี่ยนแปลงในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา คำถามต่อมาคือ เกิดขึ้นได้อย่างไร และจะมีผลกระทบอะไรต่อโลกของเราบ้าง
การจะสังเกตการณ์การหมุนของแก่นโลกชั้นในโดยตรงนั้นเป็นไปไม่ได้เลย เพราะว่ามันอยู่ลึก และร้อนมากยิ่งกว่าดวงอาทิตย์ นักธรณีวิทยาจึงตรวจสอบข้อมูลด้วยการตรวจสอบการเคลื่อนไหวของคลื่นที่เกิดจากแผ่นดินไหวใหญ่ เพื่อประเมินทิศและความเร็วการหมุนของแก่นโลก
และเมื่อรวบรวมข้อมูลได้มากเข้า นักวิทยาศาสตร์จึงพอจะประมาณการณ์ได้ว่า แก่นโลกชั้นในหมุนเร็วแค่ไหน แต่ก็ยังเป็นข้อมูลที่ฟันธงไม่ได้
ข้อเสนอหนึ่งที่น่าสนใจเมื่อปี 2023 ชี้ว่า ในอดีต แก่นโลกชั้นในหมุนเร็วกว่าการหมุนของโลก แต่มาวันนี้ แก่นโลกกำลังหมุนช้าลง จนหมุนด้วยความเร็วเท่ากับโลก ก่อนที่จะหมุนช้ากว่าโลก แล้วท้ายสุดก็เริ่มเกิดการหมุนย้อนกลับ
จากการติดตามคลื่นแผ่นดินไหวตั้งแต่ปี 1964 ทีมนักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยปักกิ่ง พบว่า การหมุนของแก่นโลกชั้นในเป็นไปตามวัฏจักรการเปลี่ยนทิศการหมุนหนึ่งรอบ ซึ่งใช้เวลาประมาณ 70 ปี โดยมันเคยหมุนเร็วขึ้นในช่วงปี 1970 และค่อย ๆ ช้าลงเมื่อประมาณปี 2008 และเริ่ม เคลื่อนที่ไปทิศทางตรงกันข้ามกับโลกเล็กน้อยมาตั้งแต่ปี 2008-2023
กล่าวง่าย ๆ คือ แก่นโลกชั้นในจะมีการหมุนเปลี่ยนทิศไปอีกทางหนึ่งในทุก ๆ 35 ปี และจะครบ 1 รอบทุก 70 ปี โดยคาดว่า การเปลี่ยนทิศหมุนครั้งต่อไปจะเกิดขึ้นในช่วงปี 2040
แน่นอนว่า ณ ตอนนี้ สิ่งนี้ยังเป็นทฤษฎีที่หาข้อสรุปไม่ได้
---แก่นโลกชั้นในจะหมุนเร็วขึ้นอีก 10 ข้างหน้า—
ต่อมา ในปีนี้ ทฤษฎีการเปลี่ยนทิศของแก่นโลกชั้นในถูกยืนยันอีกครั้ง เมื่อวารสารเนเจอร์ ตีพิมพ์งานวิจัยของ ดร.จอห์น วิเดล ศาสตราจารย์ด้านวิทยาศาสตร์โลก มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียใต้ ที่ไม่เพียงยืนยันว่า แก่นโลกหมุนช้าลง แต่ยังตอกย้ำทฤษฎีว่า ในห้วงเวลาหลายสิบปี แก่นโลกจะมีการหมุนช้าลงและเร็วมากขึ้นได้ตามวงจร 70 ปี
ทีมวิจัยพบตัวอย่างของคลื่นแผ่นดินไหว 121 ตัวอย่างที่เกิดขึ้นในตำแหน่งเดียวกัน แต่คนละช่วงเวลาตั้งแต่ปี 1991-2023 บนหมู่เกาะเซาท์แซนด์วิช ซึ่งเป็นหมู่เกาะที่ตั้งอยู่ในมหาสมุทรแอตแลนติกตอนใต้ รวมถึงศึกษาคลื่นกระแทกที่เจาะทะลุแกนกลาง จากการทดสอบนิวเคลียร์ของสหภาพโวเวียตในช่วงปี 1971-1974
จากการศึกษาดังกล่าว พวกเขาได้ข้อสรุปว่า การเปรียบเทียบจังหวะเวลาของสัญญาณแผ่นดินไหวขณะที่สัมผัสกับแกนกลางของโลก เผยให้เห็นการเปลี่ยนแปลงในการหมุนของแก่นโลกเมื่อเวลาผ่านไป และนั่นเป็นสิ่งที่ช่วยยืนยันวัฏจักรการหมุนรอบ 70 ปี โดยคาดว่า แก่นโลกชั้นในจะหมุนเร็วขึ้นในอีก 5-10 ปี ข้างหน้านี้
---สิ่งใดส่งผลต่อการหมุนของแก่นโลกชั้นใน---
แก่นโลกชั้นใน ซึ่งเป็นลูกบอลเหล็กขนาดยักษ์ทำจากเหล็กและนิกเกิล อยู่ใต้พื้นโลก 5,180 กิโลเมตร ล้อมรอบด้วยโลหะเหลวของแก่นโลกชั้นนอก โดยนักวิทยาศาสตร์ประเมินว่า แก่นโลกชั้นในมีความร้อนยิ่งกว่าพื้นผิวดวงอาทิตย์เสียอีก ร้อนถึง 5,400 องศาเซลเซียส
นักวิทยาศาสตร์ คาดว่า สนามแม่เหล็กของโลก เป็นตัวฉุดดันให้แก่นโลกชั้นในหมุนตัว ขณะเดียวกัน แรงโน้มถ่วง และการไหลเวียนของเหล็กหลอมเหลวในแก่นโลกชั้นนอก (the fluid outer core) รวมถึงชั้นเนื้อโลก ส่งผลต่อการหมุนของแก่นโลกชั้นในด้วยเช่นกัน การผลักและการดึงของแรงเหล่านี้ ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของความเร็วในการหมุนของแก่นกลาง
แม้จะมีการยืนยันแล้วว่า การไหลเวียนของเหล็กหลอมเหลวในแก่นโลกชั้นนอก ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้า และส่งพลังงานให้สนามแม่เหล็ก ขณะที่ อิทธิพลของแก่นกลางโลกชั้นในที่มีต่อสนามแม่เหล็กยังเป็นสิ่งที่ไม่แน่ชัด แต่บรรดานักวิทยาศาสตร์ เคยรายงานเรื่องนี้ไว้เมื่อปี 2023 ว่า แก่นกลางชั้นในที่หมุนช้าลง อาจส่งผลต่อสนามแม่เหล็กไฟฟ้า และทำให้ระยะเวลาของวันสั้นลงเล็กน้อย
---การหมุนของแก่นโลกชั้นใน ส่งผลกระทบอย่างไรต่อมนุษย์---
แม้เราจะรับรู้ว่าในอีก 5-10 ปีข้างหน้านี้ แก่นโลกชั้นในจะหมุนเร็วขึ้น และทำให้เวลาของโลกในแต่ละวันสั้นลง แต่นั่นเป็นความเปลี่ยนแปลงที่มนุษย์แทบจะไม่รับรู้เลยด้วยซ้ำ เพราะว่าการที่แก่นโลกชั้นในหมุนเร็วขึ้น หรือ ช้าลง ส่งผลต่อความยาวของวันแค่หนึ่งในพันของวินาทีเท่านั้น
นอกจากนี้ มีการคาดการณ์ว่า การหมุนของแก่นโลกชั้นในอาจส่งผลกระทบต่อสนามแม่เหล็กไฟฟ้า แต่ทฤษฎีนี้ จำเป็นต้องมีการศึกษาถึงความสัมพันธ์ระหว่างแก่นโลกชั้นใน และแม่เหล็กไฟฟ้าเพิ่มเติม
อย่างไรก็ตาม บรรดานักวิทยาศาสตร์มีความกระหายใคร่รู้ที่จะศึกษาบริเวณพื้นที่พรมแดนระหว่างแก่นโลกชั้นในและแก่นโลกชั้นนอก ซึ่งเป็นพื้นที่ที่ “ของแข็งจากแก่นโลกชั้นใน” และ “ของเหลวจากแก่นโลกชั้นนอก” มาบรรจบกัน เนื่องจากพื้นที่เหล่านี้ ส่งผลต่อการเคลื่อนไหวทางธรณีวิทยาที่สำคัญ
ข้อมูลที่ศึกษาเพิ่มเติม และวิธีการขั้นสูงมีความจำเป็นที่จะช่วยไขปริศนาที่ยังเหลืออยู่เกี่ยวกับพฤติกรรมของแก่นโลก และผลกระทบที่จะส่งผลต่อโลกในอนาคต
การสร้างความเข้าใจเกี่ยวกับเรื่องการหมุนของแก่นโลกชั้นใน จะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ เรียนรู้เกี่ยวกับการกำเนิดของโลกได้มากขึ้น และกระบวนการเชิงพลวัตภายในส่วนลึกของโลกได้
แปล-เรียบเรียง: พรวษา ภักตร์ดวงจันทร์
ข้อมูลอ้างอิง:
https://edition.cnn.com/2024/07/05/science/earth-inner-core-rotation-slowdown-cycle-scn/index.html