لأسباب عديدة ، يشار إلى كوكب الزهرة أحيانًا باسم "توأم الأرض" (أو "كوكب الأخت" ، اعتمادًا على من تطلبه). مثل الأرض ، فهي أرضية (أي صخرية) في طبيعتها ، تتكون من معادن سيليكات ومعادن متباينة بين قلب الحديد والنيكل وغطاء سيليكات وقشرة. ولكن عندما يتعلق الأمر بأجواء كل منها ومجالاته المغناطيسية ، لا يمكن أن يكون كوكباننا مختلفين.
لبعض الوقت ، كافح الفلكيون للإجابة على سبب وجود مجال مغناطيسي للأرض (مما يسمح لها بالاحتفاظ بجو كثيف) ولا يوجد الزهرة. وفقًا لدراسة جديدة أجراها فريق دولي من العلماء ، قد يكون لها علاقة بالتأثير الهائل الذي حدث في الماضي. نظرًا لأن كوكب الزهرة لم يعاني أبدًا من مثل هذا التأثير ، فإنه لم يطور أبدًا الدينامو المطلوب لتوليد مجال مغناطيسي.
ظهرت الدراسة التي تحمل عنوان "تكوين طبقات الأرض وخلطها وخلطها" مؤخرًا في المجلة العلمية. رسائل كوكب الأرض والعلوم. قاد الدراسة سيث أ. جاكوبسون من جامعة نورث وسترن ، وتضمنت أعضاء من مرصد كوت دازور ، وجامعة بايرويت ، ومعهد طوكيو للتكنولوجيا ، ومعهد كارنيجي في واشنطن.
من أجل دراستهم ، بدأ جاكوبسون وزملاؤه في التفكير في كيفية تشكل الكواكب الأرضية في المقام الأول. وفقًا لأكثر النماذج قبولًا على نطاق واسع لتكوين الكوكب ، لا تتشكل الكواكب الأرضية في مرحلة واحدة ، ولكن من سلسلة من أحداث التنامي التي تتميز بالتصادم مع الكواكب الصغيرة والأجنة الكوكبية - معظمها لها نوى خاصة بها.
وقد أشارت الدراسات الحديثة على فيزياء المعادن عالية الضغط والديناميات المدارية أيضًا إلى أن النوى الكوكبية تطور بنية طبقية عند تراكمها. ويرجع السبب في ذلك إلى كيفية دمج وفرة أكبر من العناصر الخفيفة مع المعدن السائل أثناء العملية ، والتي ستغرق بعد ذلك لتشكيل قلب الكوكب مع زيادة درجات الحرارة والضغط.
لن يكون هذا القلب الطبقي قادرًا على الحمل الحراري ، والذي يعتقد أنه يسمح المجال المغناطيسي للأرض. والأكثر من ذلك ، أن هذه النماذج غير متوافقة مع الدراسات الزلزالية التي تشير إلى أن قلب الأرض يتكون في الغالب من الحديد والنيكل ، في حين يتكون حوالي 10٪ من وزنه من عناصر خفيفة - مثل السيليكون والأكسجين والكبريت وغيرها. النواة الخارجية متجانسة بالمثل ، وتتكون من نفس العناصر.
كما شرح الدكتور جاكوبسون لمجلة الفضاء عبر البريد الإلكتروني:
"نمت الكواكب الأرضية من سلسلة من الأحداث (الأثرية) التراكمية ، لذلك نما القلب أيضًا بطريقة متعددة المراحل. يخلق التكوين الأساسي متعدد المراحل بنية كثافة طبقية ثابتة الطبقات في القلب لأن عناصر الضوء يتم دمجها بشكل متزايد في الإضافات الأساسية اللاحقة. تنقسم العناصر الخفيفة مثل O و Si و S بشكل متزايد إلى سوائل تشكيل القلب أثناء تكوين القلب عندما تكون الضغوط ودرجات الحرارة أعلى ، لذا فإن أحداث تشكيل اللب اللاحقة تدمج المزيد من هذه العناصر في القلب لأن الأرض أكبر وبالتالي فإن الضغوط ودرجات الحرارة أعلى .
وهذا يؤسس لطبقات مستقرة تمنع الجيودينامو طويل الأمد والمجال المغناطيسي الكوكبي. هذه هي فرضيتنا عن الزهرة. في حالة الأرض ، نعتقد أن تأثير تشكيل القمر كان عنيفًا بما يكفي لخلط قلب الأرض ميكانيكيًا والسماح لجيودينامو طويل الأمد بتوليد المجال المغناطيسي الكوكبي اليوم. "
ولإضفاء حالة الارتباك هذه ، أجريت دراسات مغناطيسية قديمة تشير إلى أن المجال المغناطيسي للأرض موجود منذ 4.2 مليار سنة على الأقل (حوالي 340 مليون سنة بعد تشكله). على هذا النحو ، يطرح السؤال بشكل طبيعي حول ما يمكن أن يفسر الحالة الحالية للحمل الحراري وكيف حدث. من أجل دراستهم ، جاكوبسون وفريقه يفكرون في إمكانية تأثير كبير على ذلك. كما أشار جاكوبسون:
"تعمل التأثيرات النشطة على خلط النواة ميكانيكيًا ، وبالتالي يمكنها تدمير الطبقات المستقرة. يمنع التقسيم الطبقي المستقر الحمل الحراري الذي يمنع الجيودينامو. إن إزالة الطبقات تسمح للدينامو بالعمل ".
في الأساس ، كانت طاقة هذا التأثير ستهز القلب ، مما يخلق منطقة واحدة متجانسة يمكن أن تعمل فيها جيودينامو طويلة الأمد. نظرًا لعمر المجال المغناطيسي للأرض ، فإن هذا يتفق مع نظرية تأثير ثيا ، حيث يعتقد أن جسمًا بحجم المريخ اصطدم بالأرض قبل 4.51 مليار سنة وأدى إلى تكوين نظام الأرض والقمر.
كان من الممكن أن يتسبب هذا التأثير في تحول قلب الأرض من طبقات إلى متجانسة ، وعلى مدار 300 مليون سنة مقبلة ، يمكن أن تتسبب ظروف الضغط ودرجة الحرارة في التمييز بين النواة الداخلية الصلبة والنواة الخارجية السائلة. بفضل الدوران في اللب الخارجي ، كانت النتيجة تأثير دينامو يحمي غلافنا الجوي كما تشكل.
وقد تم تقديم بذور هذه النظرية العام الماضي في المؤتمر 47 للعلوم القمرية والكواكب في وودلاندز ، تكساس. خلال عرض تقديمي بعنوان "المزج الديناميكي للنوى الكوكبية من خلال التأثيرات العملاقة" ، الدكتور ميكي ناكاجيما من Caltech - أحد المؤلفين المشاركين في هذه الدراسة الأخيرة - وديفيد ج. ستيفنسون من معهد كارنيجي بواشنطن. في ذلك الوقت ، أشاروا إلى أن التقسيم الطبقي لجوهر الأرض ربما تم إعادة ضبطه بنفس التأثير الذي شكل القمر.
لقد كانت دراسة ناكاجيما وستيفنسون هي التي أظهرت كيف أن الآثار الأكثر عنفًا يمكن أن تقلب جوهر الكواكب في وقت متأخر من تراكمها. بناءً على ذلك ، قام جاكوبسون والمؤلفون الآخرون المشاركون بتطبيق نماذج لكيفية تراكم الأرض والزهرة من قرص من المواد الصلبة والغاز حول الشمس الأولية. كما طبقوا حسابات لكيفية نمو الأرض والزهرة ، بناءً على كيمياء الوشاح وجوهر كل كوكب من خلال كل حدث تراكم.
لا يمكن التقليل من أهمية هذه الدراسة ، من حيث علاقتها بتطور الأرض وظهور الحياة. إذا كان الغلاف المغناطيسي للأرض ناتجًا عن تأثير نشط في وقت متأخر ، فقد تكون هذه التأثيرات هي الفرق بين كون كوكبنا صالحًا للسكن أو أن يكون باردًا جدًا وجافًا (مثل المريخ) أو حارًا جدًا وجحيمًا (مثل الزهرة). كما استنتج جاكوبسون:
"المجالات المغناطيسية الكوكبية تحمي الكواكب والحياة على كوكب الأرض من الإشعاع الكوني الضار. إذا كان التأثير المتأخر والعنيف والعملاق ضروريًا للمجال المغناطيسي الكوكبي ، فقد يكون هذا التأثير ضروريًا للحياة. "
بالنظر إلى ما وراء نظامنا الشمسي ، فإن هذه الورقة لها أيضًا آثار في دراسة الكواكب خارج الطاقة الشمسية. هنا أيضًا ، قد يرجع الفرق بين كون كوكب صالح للسكن أو لا إلى تأثيرات عالية الطاقة كونه جزءًا من التاريخ المبكر للنظام. في المستقبل ، عند دراسة الكواكب خارج الطاقة الشمسية والبحث عن علامات للسكنية ، قد يضطر العلماء إلى طرح سؤال واحد بسيط: "هل أصيب بقوة كافية؟"
