رجّحت دراسة علمية حديثة أن الهيدروجين قد انتقل من نواة الأرض إلى الوشاح المحيط بها منذ مليارات السنين، وهو ما قد يفسّر انخفاض نسبة نظير الديوتيريوم في بعض الصخور البركانية العميقة. وتعارض النتائج الفرضية القائلة إن البصمة النظائرية للهيدروجين نشأت خلال تبريد المواد المنصهرة التي غطّت الأرض في بدايات تكوّنها.
محاكاة حاسوبية لسلوك النظائر
اعتمد فريق بحثي بقيادة وينتشونغ وانغ من جامعة العلوم والتكنولوجيا الصينية على محاكاة حاسوبية متقدمة لمحاكاة الظروف السائدة على أعماق آلاف الكيلومترات تحت سطح الأرض. درس الباحثون سلوك نظيري الهيدروجين (الهيدروجين الخفيف والديوتيريوم) مع تبريد الصخور المنصهرة وتبلورها إلى معادن مختلفة، ثم نمذجوا كيفية توزيع النظيرين في وشاح الأرض خلال مراحلها المبكرة.
نتائج المحاكاة وتفسير البصمة النظائرية
أظهرت نتائج النمذجة أن نسب نظيري الهيدروجين ظلت متقاربة إلى حد كبير في الوشاح خلال تبلور محيط الصهارة، رغم تسجيل اختلافات محدودة بين الأعماق المختلفة. وخلص الباحثون إلى أن تبلور محيط الماغما لم يؤدِّ إلى فصل نظائري كبير للهيدروجين داخل الوشاح، ومن ثم لا يفسر المستويات المنخفضة من الديوتيريوم التي رُصِدت في حمم بافن آيلاند بالقطب الشمالي الكندي وآيسلندا.
أدلة داعمة من نظائر الهيليوم
تشمل الأدلة التي ناقشها الباحثون ملاحظة ارتفاع نسبة الهيليوم-3 مقارنةً بالهيليوم-4 في بعض الصخور البركانية المرتبطة بأعمدة الوشاح العميقة. ويمثّل الهيليوم-3 نظيرًا نادرًا للهيليوم، وتشير الدراسة إلى احتمال احتفاظ نواة الأرض به منذ مليارات السنين، ما يمنح مؤشرًا إضافيًا يدعم احتمال انتقال مواد من النواة إلى الوشاح.
آلية الانتقال لا تزال غامضة
أكد الباحثون أن تحديد كيفية انتقال المكونات الكيميائية من النواة إلى الوشاح ومقاديرها عبر مليارات السنين يظل هدفًا مهمًا للأبحاث المقبلة، إذ ما تزال الآلية التي تسمح بعبور هذه المكونات غير واضحة.
