सभी छात्रों को पता है कि ग्रह पृथ्वी को तीन (या चार) बड़ी परतों में विभाजित किया गया है: क्रस्ट, मेंटल और कोर। सामान्य तौर पर, यह सच है, हालांकि यह सामान्यीकरण वैज्ञानिकों द्वारा परिभाषित कई अतिरिक्त परतों को ध्यान में नहीं रखता है, जिनमें से एक, उदाहरण के लिए, मेंटल के अंदर एक संक्रमण परत है।
15 फरवरी, 2019 को प्रकाशित एक अध्ययन में, भूभौतिकीविद् जेसिका इरविंग और प्रिंसटन यूनिवर्सिटी के स्नातक छात्र वेनबो वू, चीन में जिओडेटिक एंड जियोफिजिकल इंस्टीट्यूट के सिदौ नी के सहयोग से, बोलीविया में बड़े पैमाने पर 1994 के भूकंप का डेटा खोजने के लिए उपयोग किया गया पहाड़ों और अन्य स्थलाकृतिक तत्व संक्रमण क्षेत्र की सतह पर मेंटल के अंदर गहरे हैं। जमीन के नीचे 660 किलोमीटर की गहराई पर स्थित यह परत, मेंटल के ऊपरी और निचले हिस्सों को अलग करती है (इस परत के लिए औपचारिक नाम के बिना, शोधकर्ताओं ने इसे "660 किमी की सीमा" कहा)।
इतनी गहरी भूमिगत "देखने" के लिए, वैज्ञानिकों ने ग्रह पर सबसे शक्तिशाली लहरों का इस्तेमाल किया, जो कि मजबूत भूकंप के कारण हुआ। जियोफिजिकल साइंसेज की सहायक प्रोफेसर जेसिका इरविंग ने कहा, "आपको ग्रह को हिलाने के लिए एक मजबूत और गहरे भूकंप की जरूरत है।"
बड़े भूकंप आम लोगों की तुलना में बहुत अधिक शक्तिशाली होते हैं - जिनमें से ऊर्जा रिक्टर पैमाने पर प्रत्येक अतिरिक्त कदम के साथ 30 गुना बढ़ जाती है। इरविंग को भूकंप से अपना सर्वश्रेष्ठ डेटा 7.0 और उससे अधिक के साथ मिल जाता है, क्योंकि इस तरह के शक्तिशाली भूकंपों द्वारा भेजी जाने वाली भूकंपीय तरंगें अलग-अलग दिशाओं में विचरण करती हैं और कोर से ग्रह के दूसरी ओर और पीछे से गुजर सकती हैं। इस अध्ययन के लिए, भूकंपीय तरंगों से प्रमुख डेटा प्राप्त किए गए थे जो कि भूकंप के साथ 8.3 तीव्रता से दर्ज किए गए थे - भूवैज्ञानिकों द्वारा दर्ज किए गए दूसरे सबसे गहरे भूकंप - जो 1994 में बोलीविया को झटका लगा।
“इस परिमाण के भूकंप अक्सर नहीं होते हैं। हम बहुत भाग्यशाली हैं कि अब दुनिया भर में 20 साल पहले की तुलना में बहुत अधिक सीस्मोमीटर स्थापित किए गए हैं। नए उपकरणों और कंप्यूटर क्षमताओं की बदौलत पिछले 20 वर्षों में भूकम्प विज्ञान में नाटकीय रूप से बदलाव आया है।
भूकंपविज्ञानी और डेटा विश्लेषक सुपर कंप्यूटर का उपयोग करते हैं, जैसे कि प्रिंस्टन टाइगर क्लस्टर सुपर कंप्यूटर, बिखरे हुए भूकंपीय तरंगों के जटिल व्यवहार को गहराई से भूमिगत करने के लिए।
प्रौद्योगिकियां तरंगों के मूल गुणों पर आधारित हैं: प्रतिबिंबित करने और अपवर्तित करने की उनकी क्षमता। प्रकाश तरंगों की तरह, वे एक दर्पण से (परावर्तित) उछाल (परावर्तित) कर सकते हैं जब वे एक प्रिज्म से गुजरते हैं, भूकंपीय तरंगें सजातीय चट्टानों से होकर गुजरती हैं, लेकिन मार्ग में असमान सतहों का सामना करने पर वे परावर्तित या अपवर्तित होती हैं।
"हम जानते हैं कि लगभग सभी वस्तुओं में एक असमान सतह होती है और इसलिए यह प्रकाश को बिखेर सकती है," इस अध्ययन के मुख्य लेखक वेनबो वू ने कहा, जिन्होंने हाल ही में भूविज्ञान में पीएचडी प्राप्त की और वर्तमान में कैलिफोर्निया इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी में पोस्टडॉक्टोरल अध्ययन कर रहे हैं। "इस तथ्य के लिए धन्यवाद, हम इन वस्तुओं को" देख सकते हैं "- बिखरने वाली लहरें सतहों की खुरदरापन के बारे में जानकारी लेती हैं जो वे अपने रास्ते पर मुठभेड़ करते हैं। इस अध्ययन में, हमने पाया कि 660 किलोमीटर की सीमा की अनियमितताओं को निर्धारित करने के लिए पृथ्वी के अंदर गहरी फैलती हुई भूकंपीय तरंगों का अध्ययन किया। ”
शोधकर्ताओं को आश्चर्य हुआ कि यह सीमा कितनी असमान है - उस सतह की परत से भी अधिक जिस पर हम रहते हैं। "दूसरे शब्दों में, इस भूमिगत परत में रॉकी पर्वत या एपलाचियन पर्वत प्रणाली की तुलना में एक स्थलाकृति अधिक जटिल है," वू ने कहा। उनका सांख्यिकीय मॉडल इन भूमिगत पहाड़ों की सटीक ऊंचाइयों को निर्धारित करने में सक्षम नहीं था, लेकिन एक उच्च संभावना है कि वे पृथ्वी की सतह पर किसी भी चीज़ से बहुत अधिक हैं। वैज्ञानिकों ने यह भी देखा कि 660 किलोमीटर की सीमा भी असमान रूप से वितरित की जाती है। जिस तरह से जमीन की परत के कुछ हिस्सों में चिकनी समुद्र की सतह है और दूसरों में बड़े पैमाने पर पहाड़ हैं, 660 किलोमीटर की सीमा में असमान क्षेत्र और इसकी सतह पर चिकनी परतें भी हैं। शोधकर्ताओं ने 410 किलोमीटर की गहराई पर और मेंटल की मध्य परत के शीर्ष पर भूमिगत परतों का भी अध्ययन किया, लेकिन इन सतहों के समान खुरदरापन नहीं पाया।
"उन्होंने पाया कि 660 किलोमीटर की सीमा पृथ्वी की सतह परत जितनी जटिल है," टोक्यो इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी के एक सहायक प्रोफेसर सीस्मोलॉजिस्ट क्रिस्टीना हौसर ने कहा, जिन्होंने इस अध्ययन में भाग नहीं लिया। "660 किलोमीटर गहरे भूमिगत स्थित इलाके की ऊंचाई में 3 किमी के अंतर को खोजने के लिए शक्तिशाली भूकंपों द्वारा निर्मित भूकंपीय तरंगों का उपयोग करना एक अकल्पनीय उपलब्धि है। ... उनकी खोजों का मतलब है कि भविष्य में, अधिक परिष्कृत भूकंपीय उपकरणों का उपयोग करके, हम पहले अज्ञात, अगोचर संकेतों का पता लगाने में सक्षम होंगे। जो हमारे ग्रह की आंतरिक परतों के नए गुणों को प्रकट करेगा। ”
भूविज्ञानी के सहायक प्रोफेसर सीस्मोलॉजिस्ट जेसिका इरविंग, प्रिंसटन यूनिवर्सिटी संग्रह से दो उल्कापिंड रखती हैं जिनमें लोहा होता है और माना जाता है कि वे ग्रह पृथ्वी का हिस्सा हैं।
फोटो डेनिस एपेलवाइट ने लिया।इसका क्या मतलब है?660 किलोमीटर की सीमा पर असमान सतहों का अस्तित्व यह समझने के लिए महत्वपूर्ण है कि हमारा ग्रह कैसे बनता है और कार्य करता है। यह परत मेंटल को विभाजित करती है, जो हमारे ग्रह की मात्रा का लगभग 84 प्रतिशत ऊपरी और निचले वर्गों में बनाता है। वर्षों के लिए, भूवैज्ञानिकों ने बहस की है कि यह सीमा कितनी महत्वपूर्ण है। विशेष रूप से, उन्होंने अध्ययन किया कि ऊष्मा को मेंटल के माध्यम से कैसे पहुँचाया जाता है - और क्या गुटेनबर्ग बॉर्डर से गर्म चट्टानें चलती हैं (मेंटल से 2900 किलोमीटर की गहराई में कोर को अलग करने वाली परत) या मंथल के शीर्ष तक। या यह गति 660 किलोमीटर की सीमा पर बाधित होती है। कुछ जियोकेमिकल और मिनरलोजिकल डेटा बताते हैं कि मेंटल की ऊपरी और निचली परतों में अलग-अलग रासायनिक रचनाएँ होती हैं, जो इस विचार का समर्थन करती हैं कि दोनों परतें थर्मल या भौतिक रूप से मिश्रित नहीं होती हैं। अन्य टिप्पणियों से पता चलता है कि मेंटल की ऊपरी और निचली परतों में कोई रासायनिक अंतर नहीं है, जो तथाकथित "अच्छी तरह से मिश्रित मेंटल" के बारे में एक बहस को जन्म देता है, जहां मेंटल की दोनों परतें एक आसन्न गर्मी हस्तांतरण चक्र में शामिल होती हैं।
"हमारा अध्ययन इस बहस पर एक नया दृष्टिकोण प्रदान करता है," वेनबो वू ने कहा। इस अध्ययन के साक्ष्य से पता चलता है कि दोनों पक्ष आंशिक रूप से सही हो सकते हैं। 660 किलोमीटर की सीमा की चिकनी परतों को सावधानीपूर्वक ऊर्ध्वाधर मिश्रण के कारण बनाया जा सकता है, जहां अधिक असमान, पहाड़ी ज़ोन का निर्माण एक ऐसी जगह पर किया जा सकता है जहां पर मेंटल की ऊपरी और निचली परतों का मिश्रण या तो आसानी से आगे नहीं बढ़ता है।
इसके अलावा, अनुसंधान वैज्ञानिकों द्वारा बड़े पैमाने पर, मध्यम और छोटे पैमाने पर परत खुरदरापन की खोज की गई थी, जो सिद्धांत में थर्मल विसंगतियों या रासायनिक विषमता के कारण हो सकता है। लेकिन मेंटल में गर्मी को कैसे ले जाया जाता है, इस बारे में वू बताते हैं, किसी भी छोटे पैमाने पर थर्मल विसंगति को कई मिलियन वर्षों में सुचारू किया गया होगा। इस प्रकार, केवल रासायनिक विविधता इस परत की खुरदरापन की व्याख्या कर सकती है।
इस तरह के एक महत्वपूर्ण रासायनिक विषमता का क्या कारण हो सकता है? उदाहरण के लिए, मेंटल परतों में चट्टान की उपस्थिति जो पृथ्वी की पपड़ी से संबंधित थी और कई लाखों वर्षों तक वहां चली गई थी। वैज्ञानिक लंबे समय से सीबेड पर प्लेटों के भाग्य के बारे में बहस कर रहे हैं, जो उप-क्षेत्र क्षेत्रों में मेंटल में धकेल दिए जाते हैं, जो प्रशांत महासागर और दुनिया के अन्य हिस्सों में टकराते हैं। वीबो वू और जेसिका इरविंग का सुझाव है कि इन प्लेटों के अवशेष अब 660 किलोमीटर की सीमा से ऊपर या नीचे हो सकते हैं।
“कई लोग मानते हैं कि पिछले 4.5 अरब वर्षों में ग्रह की आंतरिक संरचना और इसके परिवर्तनों का अध्ययन करना काफी मुश्किल है, केवल भूकंपीय तरंगों के डेटा का उपयोग करना। लेकिन यह इससे बहुत दूर है! ”इरविंग ने कहा। इस अध्ययन ने हमें प्राचीन टेक्टॉनिक प्लेटों के भाग्य के बारे में नई जानकारी दी है जो कई अरब वर्षों तक मेंटल में रही है।”
अंत में, इरविंग ने कहा: "मेरा मानना है कि भूकंप विज्ञान सबसे दिलचस्प है जब यह अंतरिक्ष और समय में हमारे ग्रह की आंतरिक संरचना को समझने में हमारी मदद करता है।"
अनुवाद के लेखक से: मैं हमेशा अंग्रेज़ी से एक लोकप्रिय विज्ञान लेख का अनुवाद करने में अपना हाथ आज़माना चाहता था, लेकिन मुझे उम्मीद नहीं थी कि यह कितना मुश्किल था। नियमित रूप से और गुणात्मक रूप से Habré पर लेखों का अनुवाद करने वालों के लिए बहुत सम्मान। पेशेवर रूप से पाठ का अनुवाद करने के लिए, आपको न केवल अंग्रेजी जानने की जरूरत है, बल्कि तीसरे पक्ष के स्रोतों का अध्ययन करके विषय को भी समझना होगा। अधिक प्राकृतिक ध्वनि के लिए थोड़ा "गैग" जोड़ें, लेकिन इसे ज़्यादा करना नहीं है, ताकि लेख को खराब न करें। पढ़ने के लिए बहुत बहुत धन्यवाद :)