كشف أسرار مركز الأرض

فهرس المحتويات

تحديد موقع مركز الأرض

يُعرّف مركز الكرة الأرضية علميًا بأنه مركز كتلة الأرض الصلبة، أو مركز كتلة النظام الأرضي بأكمله، بما في ذلك اليابسة، والصفائح الجليدية، والمحيطات، والغلاف الجوي. لكن تحديد هذا المركز بدقة أمرٌ صعب، نظرًا للتغيرات المستمرة في الأرض بسبب عوامل تكتونية ومناخية. تلك التغيرات الدائمة تجعل من الصعب تحديد مركز ثابت بشكل مطلق.

هل للكون مركز؟

لا يوجد مركز ثابت للكون. تُشير نظرية الانفجار الكبير، التي تفيد بأن الكون نشأ من حالة كثافة عالية جدًا قبل حوالي 13.7 مليار سنة، إلى أن التوسع الكوني لم ينطلق من نقطة مركزية واحدة، بل بدأ كل جزء من الكون بالتمدد بالتساوي. وهذا التمدد مستمر حتى الآن. يبقى تحديد مدى هذا التمدد مسألةً مفتوحةً للبحث العلمي، حيث يرى بعض العلماء أن الكون قد يكون بلا حدود.

طبقات الأرض وأعماقها

تتكون الأرض من أربع طبقات رئيسية ذات أعماق وكثافات مختلفة، مرتبّة من المركز إلى السطح كالآتي: اللب الداخلي، اللب الخارجي، الستار، والقشرة الأرضية. يبلغ عمق مركز الأرض حوالي 6,400 كيلومتر.

اللب الداخلي:

يقع على عمق يتراوح بين 6,400 و 5,180 كيلومترًا تحت سطح الأرض. قطره يقارب 1,220 كيلومترًا، ويتكون أساسًا من الحديد والنيكل. يتميز بكثافته العالية ودرجة حرارته المرتفعة التي تصل إلى 5,400 درجة مئوية تقريبًا، وهي درجة حرارة قريبة من حرارة الشمس. كما يتميز بضغط هائل يفوق ضغط سطح الأرض بملايين المرات.

اللب الخارجي:

يقع على عمق يتراوح بين 5,180 و 2,880 كيلومترًا. وهو طبقة سائلة تتكون من الحديد والنيكل. تتحرك هذه السوائل في تيارات مضطربة بسبب الحرارة العالية الناتجة عن التحلل الإشعاعي لليورانيوم والثوريوم، مما يؤدي إلى توليد تيارات كهربائية. هذه التيارات الكهربائية هي المسؤولة عن المجال المغناطيسي للأرض، الذي ينعكس كل 200,000 إلى 300,000 سنة تقريبًا.

الستار:

يقع على عمق 2,880 كيلومترًا. وهو أكثر طبقات الأرض سمكًا، حيث يصل سمكه إلى حوالي 3,000 كيلومتر. يتكون من المغنيسيوم، والحديد، والسيليكون. يُعتبر الستار طبقة شبه صلبة وكثيفة. تصل درجة حرارة الطبقة الخارجية منه إلى نقطة انصهار الصخور، مكونةً الغلاف الموري، الذي تتحرك فوقه الصفائح التكتونية.

القشرة الأرضية:

أقل طبقات الأرض سمكًا، ويتراوح سمكها بين 5 كيلومترات تحت المحيطات و 30-70 كيلومترًا تحت القارات. تتكون من عناصر خفيفة نسبيًا مثل الألومنيوم والأكسجين والسيليكا. وهي طبقة رقيقة وهشة وباردة.

حساب مركز ثقل نظام

لحساب مركز ثقل نظام مكون من عدة جسيمات، نتبع الخطوات التالية:

1. تحديد محصلة الوزن الكلي للنظام.
2. حساب مجموع العزوم حول كل محور (س، ص، ع).
3. استخدام معادلات العزوم لتحديد إحداثيات مركز الثقل على كل محور.

تتم عملية الحساب بتطبيق مبادئ الفيزياء المتعلقة بقوى الجاذبية و مفهوم العزم.

أية دولة تقع في منتصف الكرة الأرضية؟

تقع مدينة كيتو، عاصمة الإكوادور، بالقرب من خط الاستواء، على مسافة أقل من 20 كيلومترًا. ويُشار إلى هذا الموقع بـ “منتصف العالم” (la mitad del mundo)، وقد سُميت دولة الإكوادور بهذا الاسم نسبةً إلى خط الاستواء (Equator) الإسبانية.