โลกของเรามีโครงสร้างที่ซ้อนกันเป็นชั้นๆ เปรียบเทียบให้เห็นภาพง่ายๆ เหมือนไข่ไก่ มีไข่แดงรูปร่างเป็นทรงกลมอยู่ตรงกลาง เทียบได้กับ ‘แก่นโลก’ มีรัศมีประมาณ 3,486 กิโลเมตร ส่วนไข่ขาวนั้นเทียบได้กับ ‘เนื้อโลก’ มีความหนาประมาณ 2,885 กิโลเมตร และที่อยู่นอกสุด ซึ่งเป็นส่วนที่บางที่สุดของไข่นั่นคือเปลือกไข่ เทียบได้กับเปลือกโลก ซึ่งบางมากๆ โดยเปลือกส่วนมหาสมุทรนั้นมีความหนาเพียง 30 กิโลเมตร และส่วนของเปลือกทวีปนั้นมีความหนามากที่สุดเพียง 70 กิโลเมตรบริเวณที่เป็นภูเขา
พวกเราเหล่ามนุษย์ทั้งหลายเปรียบเหมือนเชื้อโรคตัวเล็กจิ๋วที่อาศัยอยู่บนเปลือกโลกบางๆ นี้ เทือกเขาหิมาลัยอันสูงใหญ่ของเราเมื่อเปรียบเข้ากับขนาดของโลกก็เป็นได้แค่เพียงขี้ไก่ที่เปื้อนอยู่บนเปลือกไข่เท่านั้น และหากมาพูดถึงความลึก จุดที่ลึกที่สุดของมหาสมุทรบนโลกคือ Challenger Deep มีความลึกเพียง 11.9 กิโลเมเตร แม้แต่เทคโนโลยีอันทันสมัยของมนุษย์ในทุกวันนี้ก็ไม่สามารถขุดลงไปถึงเนื้อโลก หรือ Mantle ได้ โดยหลุมที่ขุดลงไปได้ลึกที่สุดในโลกมีชื่อว่า Kola Superdeep Borehole ก็ทำความลึกได้เพียง 12.26 กิโลเมตรเท่านั้น
มุมมองแผนผังโครงสร้างภายในของโลก
1. เปลือกทวีป
2. เปลือกมหาสมุทร
3. แมนเทิลด้านบน
4. แมนเทิลด้านล่าง
5. แก่นชั้นนอก
6. แก่นชั้นใน
การสำรวจลึกลงไปถึงเนื้อโลกหรือลึกลงไปอีกจนถึงแก่นโลกจึงต้องอาศัยวิธีทางอ้อมนั่นคือ ใช้การสังเกตคลื่นไหวสะเทือนขณะที่เกิดแผ่นดินไหว คลื่นไหวสะเทือนเหล่านี้จะทำหน้าที่คล้ายโซนาร์ของเรือดำน้ำหรือเครื่องอัลตราซาวด์ของแพทย์ ที่ใช้ความเร็วคลื่นและมุมการสะท้อนไปมาของคลื่น เพื่อบอกเราว่าลึกลงไปภายในโลกใบนี้มีลักษณะของส่วนประกอบต่างๆ เป็นอย่างไร เท่าที่มีการเรียนรู้จากคลื่นไหวสะเทือนหล่านี้นี่เองเราพบว่า แก่นโลกของเราที่มีขนาดพอๆ กับดาวอังคารนั้นสามารถแยกออกเป็น 2 ชั้น นั่นคือ แก่นโลกชั้นนอก หรือ Outer Core มีความหนาประมาณ 2,270 กิโลเมตร มีลักษนะเป็นโลหะเหลว ห่อหุ้มแก่นโลกชั้นใน หรือ Inner Core ซึ่งมีลักษณะเป็นทรงกลมโลหะแข็งที่มีรัศมีประมาณ 1,216 กิโลเมตร เอาไว้ตรงกลางสุด ที่สำคัญคือพบว่า แก่นโลกทั้งสองนั้นมีการหมุนในความเร็วและทิศทางที่เป็นอิสระจากกัน และแก่นโลกทั้งสองยังหมุนแบบเป็นอิสระจากการหมุนรอบตัวเองของโลกด้วย การหมุนของแก่นโลกที่มีองค์ประกอบเป็นเหล็กและนิเกิลนี้เอง ที่สร้างสนามแม่เหล็กขึ้นมาห่อหุ้มโลกของเราเอาไว้ให้ปลอดภัยจากอนุภาคพลังงานสูงที่เดินทางมาจากดวงอาทิตย์และรังสีคอสมิกจากอวกาศห้วงลึก
ตลอดหลายปีที่ผ่านมามีกลุ่มนักวิทยาศาตร์จากสถาบันต่างๆ มุ่งศึกษาลักษณะภายในของโลกเราอยู่หลายกลุ่ม และต่างก็มีผลสำเร็จออกมาเป็นทฤษฎีแตกต่างกันไป อี้หยาง และ ซ่งเสี่ยวตง นักวิทยาศาสตร์มหาวิทยาลัยปักกิ่ง ก็เป็นหนึ่งในกลุ่มนักวิทยาศาสตร์ที่สนใจศึกษาเรื่องความเร็วในการหมุนของแก่นโลก โดยเน้นไปที่แก่นโลกชั้นใน หรือ Inner Core ผ่านทางการสังเกตคลื่นไหวสะเทือนโดยใช้ข้อมูลที่เก่าย้อนหลังไปถึงช่วงทศวรรษที่ 60 และทีมของเขาได้พบปรากฏการณ์สำคัญในปี 2009
ด้วยการใช้คลื่นไหวสะเทือนของแผ่นดินไหวแบบ Doublet / Multiplet (แผ่นดินไหวแบบที่มีเมนช็อกหลายครั้งซ้อนกันในแมกนิจูดเดียวกันจากพิกัดเดิม) ทีมงานพบว่า ก่อนปี 2009 คลื่นไหวสะเทือนที่เคลื่อนผ่านแก่นโลกชั้นในนั้นเดินทางไปด้วยความเร็วและทิศทางที่บ่งบอกว่ามันกำลังหมุนไปตามทิศทางของผิวโลกด้านนอก แต่พอหลังจากปี 2009 ความเร็วและทิศทางของคลื่นไหวสะเทือนกลับเปลี่ยนไปอีกแบบ นั่นคือมันให้ตัวเลขที่บ่งบอกว่าแก่นโลกชั้นในกำลังหยุดหมุน และน่าแปลกใจกว่านั้นคือมันเริ่มหมุนกลับด้าน
ทีมงานระบุว่า สิ่งที่เห็นจากผลวิจัยนี้เกิดขึ้นเป็นวัฏจักร จากการใช้ข้อมูลย้อนหลังของทีมงานพบว่า วงรอบของวัฏจักรนี้คือ 70 ปี โดยแก่นโลกชั้นในจะหมุนไปในทิศทางหนึ่งเป็นเวลาประมาณ 35 ปี จากนั้นจะหมุนไปในทางตรงข้ามกันอีก 35 ปี โดยคาดว่าการเปลี่ยนทิศทางการหมุนครั้งต่อไปจะเกิดขึ้นในช่วงกลางทศวรรษ 2040
แน่นอนว่ามีความเห็นแย้งมาจากนักวิทยาศาสตร์ทีมอื่นที่บ้างก็มีทฤษฎีว่าแก่นโลกชั้นในนั้นแท้จริงแล้วไม่ได้หมุนเลย หรือบางทีมก็ได้ผลวิจัยออกมาต่างออกไป จากทีมของ อี้หยาง และ ซ่งเสี่ยวตง ในเรื่องของคาบเวลาของการหมุนและหยุดหมุน แต่ยังไม่มีทีมใดให้ผลวิจัยเรื่องการหมุนกลับด้าน
อย่างไรก็ตาม พฤติกรรมของแก่นโลกชั้นในไม่ว่าจะหยุดหรือจะหมุนไปในทิศทางใด ก็ไม่ได้ส่งผลต่อสนามแม่เหล็กโลกอย่างมีนัยสำคัญ เนื่องจากตัวสร้างสนามแม่เหล็กโลกที่แท้จริงอยู่ที่แก่นโลกชั้นนอก หรือ Outer Core เป็นหลัก ส่วนแก่นโลกชั้นในอาจส่งในด้านแรงโน้มถ่วงเป็นสำคัญคือ อาจรบกวนคาบการหมุนรอบตัวเองของโลกด้านนอกจนเวลา 1 วันเปลี่ยนไปเล็กน้อย เรายังต้องการการศึกษาด้านนี้อีกมากเพื่อให้เข้าใจถึงภายในโลกอย่างแท้จริง เนื่องจากเครื่องมือที่ใช้ในทุกวันนี้คือการรับรู้ผ่านคลื่นไหวสะเทือนของแผ่นดินไหวที่ให้ภาพที่เรียกได้ว่าค่อนข้างพร่ามัว
งานวิจัยชิ้นนี้ตีพิมพ์ลงเว็บไซต์ Nature.com เมื่อวันที่ 23 มกราคม 2566 ตาม Link นี้
ภาพ: CNN, Wikipedia
อ้างอิง:
