परिचय
मानव जीवन काफी हद तक इस क्षेत्र के शरीर विज्ञान से प्रभावित है। इसलिए, किसी को उन बलों से परिचित होना चाहिए जो परिदृश्य विकास को प्रभावित करते हैं। यह भी समझने के लिए कि पृथ्वी क्यों हिलती है या सुनामी लहर कैसे उत्पन्न होती है, यह आवश्यक है कि हम पृथ्वी के इंटीरियर के कुछ विवरणों को जानें।
➢ पृथ्वी के आंतरिक समझने का महत्व
- पृथ्वी की आंतरिक संरचना (क्रस्ट, मेंटल, कोर) और उससे निकलने वाली विभिन्न ताकतों (ताप, भूकंपीय तरंगों) को समझना आवश्यक है।
- पृथ्वी की सतह का विकास, इसकी वर्तमान आकृति और इसका भविष्य।
- भूभौतिकीय घटना जैसे ज्वालामुखी, भूकंप आदि।
- पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र।
- विभिन्न सौर प्रणाली वस्तुओं की आंतरिक संरचना।
- वातावरण का विकास और वर्तमान रचना।
- खनिज अन्वेषण के लिए।
➢ पृथ्वी की सतह
- कई अलग-अलग भूवैज्ञानिक प्रक्रियाएं पृथ्वी की सतह को आकार देती हैं।
- इन प्रक्रियाओं का कारण बनने वाली ताकतें पृथ्वी की सतह के ऊपर और नीचे दोनों से आती हैं।
- पृथ्वी के भीतर से बलों के कारण होने वाली प्रक्रियाएं अंतर्जात (एंडो अर्थ "इन") हैं।
- इसके विपरीत, बहिर्जात प्रक्रियाएं (एक्सो अर्थ "आउट") पृथ्वी की सतह पर या उससे ऊपर की शक्तियों से आती हैं।
- पृथ्वी की सतह की प्रमुख भूवैज्ञानिक विशेषताएं जैसे पहाड़, पठार, झीलें ज्यादातर तह जैसी अंतर्जात प्रक्रियाओं का परिणाम होती हैं, जो कि पृथ्वी के अंदर की शक्तियों द्वारा संचालित होती हैं।
➢ एक भूभौतिकीय घटना की तरह ज्वालामुखी, भूकंप
- भूकंप, ज्वालामुखी विस्फोट जैसी विनाशकारी घटनाओं का कारण बनने वाली ताकतें पृथ्वी की सतह के नीचे गहराई से आती हैं।
- उदाहरण के लिए, टेक्टोनिक प्लेटों की गति के कारण भूकंप आते हैं और इस आंदोलन के लिए आवश्यक ऊर्जा की आपूर्ति पारंपरिक धाराओं द्वारा की जाती है।
- इसी तरह, ज्वालामुखी विवर्तनिक आंदोलनों द्वारा बनाए गए वेंट और विदर के माध्यम से होता है।
➢ पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र
- पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र पृथ्वी के बाहरी कोर में संवहन धाराओं का एक परिणाम है।
- पृथ्वी पर जीवन संभव नहीं होता यदि पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के लिए नहीं होता जो हानिकारक सौर हवा से पृथ्वी के वायुमंडल की रक्षा करता।
विभिन्न सौर मंडल की वस्तुओं की आंतरिक संरचना
संपूर्ण सौरमंडल का निर्माण एक एकल नीहारिक बादल से हुआ था, और हर सौर मंडल के निर्माण की प्रक्रिया पृथ्वी के समान मानी जाती है।
➢ वातावरण का विकास और वर्तमान रचना
- जीवन को पृथ्वी की सतह पर फलने-फूलने के लिए, वातावरण को श्वसन, CO2 और अन्य ग्रीनहाउस गैसों के लिए ऑक्सीजन जैसे आवश्यक घटकों की आवश्यकता होती है ताकि जीवन को पराबैंगनी विकिरण और सही वायुमंडलीय दबाव से बचाने के लिए ओजोन हो।
- पृथ्वी के वायुमंडल के इन सभी घटकों का पृथ्वी के आंतरिक भाग से अनलॉक होने वाले ज्वालामुखी विस्फोटों के लिए उनका अस्तित्व है।
➢ खनिज अन्वेषण
- खनिज अन्वेषण के लिए ज्वालामुखी गतिविधि और चट्टानों की प्रकृति को समझना आवश्यक है।
- अधिकांश खनिज जैसे हीरे (पृथ्वी में 150-800 किमी की गहराई पर) जो पृथ्वी की सतह पर उत्पन्न होते हैं, पृथ्वी की सतह के नीचे गहरे रूप में बनते हैं। उन्हें ज्वालामुखी गतिविधि द्वारा सतह पर लाया जाता है।
जानकारी का स्रोत
पृथ्वी के आंतरिक भाग के बारे में अधिकांश जानकारी विभिन्न स्रोतों से प्राप्त निष्कर्षों पर आधारित है - प्रत्यक्ष और अप्रत्यक्ष दोनों।
➢ प्रत्यक्ष स्रोत
- प्रत्यक्ष अवलोकन से पृथ्वी की संरचना और आंतरिक के बारे में हमारा ज्ञान बहुत सीमित है।
- अभी तक किसी ऐसे उपकरण का आविष्कार नहीं किया गया है, जो सीधे पृथ्वी के आंतरिक भाग के माध्यम से देख सके।
- अब तक ड्रिल किए गए एक तेल कुएं की सबसे गहरी गहराई 8 किलोमीटर है। दुनिया की सबसे गहरी खदान दक्षिण अफ्रीका में रॉबिन्सन डीप है।
- इसकी गहराई 4 किलोमीटर से कम है। खनन के अलावा, वैज्ञानिकों ने क्रस्टल भागों में स्थितियों का पता लगाने के लिए कई गहराई तक प्रवेश करने के लिए कई परियोजनाएं शुरू की हैं।
- वैज्ञानिक दुनिया की दो बड़ी परियोजनाओं जैसे "डीप ओशन ड्रिलिंग प्रोजेक्ट" और "इंटीग्रेटेड ओशन ड्रिलिंग प्रोजेक्ट" पर काम कर रहे हैं। आर्कटिक महासागर में कोला में सबसे गहरी ड्रिल, अब तक 12 किमी की गहराई तक पहुंच गई है।
- इस और कई गहरी ड्रिलिंग परियोजनाओं ने विभिन्न गहराई पर एकत्रित सामग्री के विश्लेषण के माध्यम से बड़ी मात्रा में जानकारी प्रदान की है।
- ज्वालामुखी अभी तक प्रत्यक्ष जानकारी का एक अन्य प्रमुख स्रोत है - वे हमें पृथ्वी के अंदर पाए जाने वाले पदार्थों की संरचना और विशेषताओं के बारे में बताते हैं। हालांकि, ऐसी सामग्री के स्रोत की गहराई का पता लगाना मुश्किल है।
➢ अप्रत्यक्ष स्रोत
- पृथ्वी का केंद्र पृथ्वी की सतह से 6,371 किलोमीटर दूर है। इस दूरी की तुलना में, एक गहरे कुएं या एक खदान की गहराई नगण्य है।
- इसलिए, पृथ्वी के इंटीरियर के बारे में जानने के लिए सबूतों के अप्रत्यक्ष वैज्ञानिक टुकड़ों की मदद लेना आवश्यक है।
- इन स्रोतों में पृथ्वी का तापमान, दबाव और घनत्व, भूकंपीय तरंगों का व्यवहार (भूकंपों से उत्पन्न तरंगें), उल्कापिंड, चंद्रमा आदि शामिल हैं। इन स्रोतों को तीन समूहों में वर्गीकृत किया जा सकता है
(a) कृत्रिम स्रोत जैसे तापमान, दबाव घनत्व।
(b) पृथ्वी की उत्पत्ति के सिद्धांतों से साक्ष्य
(c) प्राकृतिक स्रोत जैसे ज्वालामुखी विस्फोट, भूकंप, उल्का और भूकम्प।
➢ तापमान
- पृथ्वी के अंदर गहराई में वृद्धि के साथ तापमान बढ़ता जा रहा है। खदान या गहरे कुओं में जाने के दौरान यह स्पष्ट रूप से साबित होता है।
- ज्वालामुखी विस्फोट या गर्म पानी के झरने भी इस तथ्य की पुष्टि करते हैं कि तापमान पृथ्वी के आंतरिक भाग की ओर बढ़ता जा रहा है।
- औसतन, प्रत्येक 32 मीटर गहराई के लिए 1oC तापमान का उदय होता है। तापमान में यह तेजी से वृद्धि बहुत गहराई तक जारी है इसके बाद तापमान धीरे-धीरे बढ़ता है।
पृथ्वी के आंतरिक भाग में गर्मी और तापमान में वृद्धि के मुख्य कारण निम्नलिखित हैं:
- चट्टानों के भीतर रेडियोधर्मी विघटन जो गर्मी से मुक्त करता है
- आंतरिक और बाह्य बल (गुरुत्वाकर्षण पुल, चट्टानों पर काबू पाने का भार आदि)
- रासायनिक प्रतिक्रिएं
- यह सोचना ललचाता है कि पृथ्वी के आंतरिक भाग में इस प्रचंड तापमान की स्थिति में ठोस अवस्था में कुछ भी नहीं मिल सकता है।
- ऐसी परिस्थितियों में, सभी मौजूदा चट्टानें या तो तरल या गैसीय अवस्था में होनी चाहिए। लेकिन यह वैसा नहीं है। गहराई के साथ तापमान में वृद्धि के साथ, पृथ्वी के आंतरिक भाग में दबाव बढ़ता है।
- यह दबाव महासागरों में पानी की सतह पर वायुमंडलीय परतों द्वारा किए गए दबाव से कई गुना अधिक है। इस कारण से, भारी दबाव के कारण, कोर के तरल राज्य चट्टानों में ठोस के गुण होते हैं।
- ये चट्टानें प्लास्टिक की अवस्था में हो सकती हैं। यही कारण है कि इन चट्टानों में लोच है।
- पृथ्वी के आंतरिक भाग पर परतों के दबाव के कारण, ये चट्टानें 2900 किलोमीटर की गहराई तक ठोस दिखती हैं।
- कभी-कभी अधिक दबाव के कम होने के कारण, इंटीरियर में चट्टानें पिघलने लगती हैं और द्रव सतह पर आ जाता है या पृथ्वी की सतह पर अपना रास्ता खोजने की प्रक्रिया में होता है। ज्वालामुखी विस्फोट एक ऐसा ही उदाहरण है।
- न्यूटन के गुरुत्वाकर्षण के नियमों के अनुसार, पृथ्वी के घनत्व की गणना 5.5 (ग्राम प्रति घन सेंटीमीटर) की गई है।
- हालांकि, यह आश्चर्यजनक है कि पृथ्वी की सतह के पास की चट्टानों का औसत घनत्व केवल 2.7 (ग्राम प्रति घन सेंटीमीटर) है।
- यह घनत्व पृथ्वी के समग्र घनत्व के आधे से भी कम है। इससे यह स्पष्ट है कि घनत्व में वृद्धि के साथ गहराई भी बढ़ती है।
- पृथ्वी का आंतरिक भाग बहुत घने चट्टानों से बना है; उनका घनत्व 8-10 (ग्राम प्रति घन सेंटीमीटर) की सीमा में होना चाहिए।
- कोर के मध्य भाग का घनत्व अभी भी अधिक है। उच्च घनत्व निकेल और लौह जैसे भारी धातुओं के केंद्र में होने के कारण हो सकता है और साथ ही परतों पर दबाव पड़ने के कारण हो सकता है
➢ बल गुरुत्वाकर्षण
- गुरुत्वाकर्षण बल (छ) सतह पर विभिन्न अक्षांशों पर समान नहीं है। यह ध्रुवों के पास अधिक और भूमध्य रेखा पर कम होता है।
- इसकी वजह ध्रुवों पर केंद्र से दूरी भूमध्य रेखा से अधिक होना है। गुरुत्वाकर्षण द्रव्यमान भी सामग्री के द्रव्यमान के अनुसार भिन्न होता है। पृथ्वी के भीतर द्रव्यमान का असमान वितरण इस मूल्य को प्रभावित करता है। विभिन्न स्थानों में गुरुत्वाकर्षण का पढ़ना कई अन्य कारकों से प्रभावित होता है। ये रीडिंग अपेक्षित मूल्यों से अलग हैं। इस तरह के अंतर को गुरुत्वाकर्षण विसंगति कहा जाता है।
- गुरुत्वाकर्षण विसंगतियाँ हमें पृथ्वी की पपड़ी में द्रव्यमान के वितरण के बारे में जानकारी देती हैं।
- गुरुत्वाकर्षण विसंगतियाँ हमें पृथ्वी की पपड़ी में पिघली हुई सामग्री के वितरण के बारे में भी बताती हैं।
➢ चुंबकीय सर्वेक्षण
- पृथ्वी भी एक विशाल चुंबक की तरह काम करती है। पृथ्वी का तेजी से घूमना इसके केंद्र (पिघले हुए बाहरी कोर) में विद्युत धारा बनाता है जो पृथ्वी के चारों ओर एक चुंबकीय क्षेत्र बनाता है।
- चुंबकीय क्षेत्र चुंबकीय उत्तर और दक्षिणी ध्रुवों पर सबसे मजबूत है। चुंबकीय उत्तर और दक्षिण ध्रुव भौगोलिक उत्तरी और दक्षिणी ध्रुवों के साथ मेल नहीं खाते हैं।
- वास्तव में, पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र बदलता रहता है। चुंबकीय सर्वेक्षण क्रस्टल भाग में चुंबकीय सामग्री के वितरण के बारे में जानकारी प्रदान करते हैं, और इस प्रकार, इस हिस्से में सामग्री के वितरण के बारे में जानकारी प्रदान करते हैं।
➢ उल्कापिंडउल्का पिंड
- अंतरिक्ष मलबे, हवा के घर्षण के कारण पृथ्वी की वायुमंडलीय परतों में प्रवेश करते हैं।
- केवल भारी वस्तुएं जिनकी बाहरी परतें पृथ्वी पर गिर गई हैं। मनुष्य ने ऐसे कई उल्कापिंडों की खोज की है और उनकी जांच करने के बाद पृथ्वी के आंतरिक भाग के बारे में प्रमाण प्राप्त किए हैं।
जिन उल्कापिंडों की जांच की गई है, वे दो प्रकार के होते हैं:
(i) रॉक; और (ii) धातुएं।
धातु के उल्कापिंडों में मुख्य रूप से लोहे और निकल जैसी भारी सामग्री होती है। सौर प्रणाली के निर्माण के दौरान उल्कापिंड भी उत्पन्न हुए हैं। इसलिए, यह विश्वास करना बहुत जरूरी है कि उल्कापिंड और पृथ्वी दोनों समान सामग्रियों से बने हैं।
➢ चंद्रमा
- पृथ्वी के इंटीरियर के बारे में पहली जानकारी चंद्रमा के अध्ययन से प्राप्त हुई थी। पृथ्वी के चारों ओर चंद्रमा की कक्षा का निर्धारण करने के कई तरीके हैं।
- इनमें से एक महत्वपूर्ण कारक पृथ्वी का द्रव्यमान है। याद रखें, द्रव्यमान और पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण के बीच घनिष्ठ संबंध है। पृथ्वी से चंद्रमा की गति और पृथ्वी से इसकी दूरी पृथ्वी के वैज्ञानिकों द्वारा पृथ्वी के द्रव्यमान का निर्धारण करने का आधार प्रदान करती है।
- भूकंप पृथ्वी के आंतरिक भाग में हलचल के कारण होते हैं। ये हलचलें धरती के अंदर लहरों का कारण बनती हैं, जैसे झील में पानी की सतह पर लहरें पैदा होती हैं, जब कोई पत्थर उसमें फेंका जाता है।
- संयोग से, अधिकांश भूकंपों की उत्पत्ति ऊपरी मेंटल में होती है। भूकंप तरंगों को सिस्मोग्राफ पर मापा जाता है।
- भूकंप की तरंगों के अध्ययन से पृथ्वी-वैज्ञानिकों को पृथ्वी के अंदरूनी हिस्सों में चट्टानों और स्तरित रचना के बारे में बहुत सारी जानकारी प्राप्त करने में मदद मिलती है।
- भूकंप की तरंगें मूल रूप से दो प्रकार की होती हैं - शरीर की तरंगें और सतह की तरंगें। शरीर की तरंगें फोकस (भूकंप की उत्पत्ति) पर ऊर्जा की रिहाई के कारण उत्पन्न होती हैं और पृथ्वी के शरीर के माध्यम से यात्रा करने वाली सभी दिशाओं में चलती हैं। इसलिए, नाम शरीर तरंगों।
- शरीर की तरंगें सतह की चट्टानों के साथ संपर्क करती हैं और सतह तरंगों नामक तरंगों का एक नया सेट उत्पन्न करती हैं। ये तरंगें सतह के साथ चलती हैं।
- तरंगों के वेग में परिवर्तन होता है क्योंकि वे विभिन्न घनत्व वाले पदार्थों के माध्यम से यात्रा करते हैं। सघन पदार्थ, उच्चतर वेग है।
- विभिन्न घनत्वों के साथ सामग्रियों के पार आते ही उनकी दिशा बदल जाती है। शरीर की दो तरह की तरंगें हैं: पी-वेव और एस-वेव। महत्वपूर्ण सतह तरंगें रेले वेव्स और L- वेव्स (AEH Love के नाम पर) हैं।
➢ शरीर की तरंगें
- शरीर की तरंगें पृथ्वी के आंतरिक भाग से होकर जाने वाली सभी दिशाओं में ध्यान केंद्रित करने और ऊर्जा के प्रवाह के कारण उत्पन्न होती हैं। इसलिए, नाम शरीर तरंगों।
- शरीर की तरंगें दो प्रकार की होती हैं:
- पी-लहर या प्राथमिक तरंगें (प्रकृति में अनुदैर्ध्य - तरंग प्रसार ध्वनि तरंगों के समान है), और
- एस-वेव्स या सेकेंडरी वेव्स (प्रकृति में अनुप्रस्थ - तरंग प्रसार पानी की सतह पर तरंगों के समान है)।
➢ प्राथमिक तरंगों (पी-तरंगों)
- प्राथमिक तरंगों को इसलिए कहा जाता है क्योंकि वे भूकंपीय तरंगों में सबसे तेज़ होती हैं और इसलिए उन्हें पहले सिस्मोग्राफ पर रिकॉर्ड किया जाता है।
- पी-तरंगों को अनुदैर्ध्य तरंगों के रूप में भी कहा जाता है क्योंकि माध्यम का विस्थापन उसी दिशा में है, या लहर के प्रसार की दिशा के विपरीत दिशा, (समानांतर); या संपीड़ित तरंगें क्योंकि वे एक माध्यम से यात्रा करते समय संपीड़न और दुर्लभता उत्पन्न करती हैं; या दबाव तरंगें क्योंकि वे माध्यम में दबाव में वृद्धि और घटती हैं।
- पी-वेव्स सामग्री की स्ट्रेचिंग (दुर्लभता) और निचोड़ने (कम्प्रेशन) की ओर ले जाने वाली सामग्री में घनत्व अंतर पैदा करता है।
- अनुदैर्ध्य तरंग और अनुप्रस्थ लहर (स्रोत) में कणों का कंपन
- ये तरंगें अपेक्षाकृत उच्च आवृत्ति की होती हैं और भूकंप तरंगों में सबसे कम विनाशकारी होती हैं।
- इन तरंगों के कारण पृथ्वी की सतह पर कांपना अप-डाउन दिशा (ऊर्ध्वाधर) में है।
- वे सभी माध्यमों में यात्रा कर सकते हैं, और उनका वेग माध्यम की कतरनी शक्ति (लोच) पर निर्भर करता है।
- इसलिए, सॉलिड्स> तरल पदार्थ> गैसों में पी-तरंगों का वेग।
- ये तरंगें वायुमंडल में प्रवेश करते समय ध्वनि तरंगों का रूप ले लेती हैं।
- भूकंप में पी-वेव वेग 5 से 8 किमी / सेकंड की सीमा में है।
- सटीक गति पृथ्वी के आंतरिक क्षेत्र के अनुसार भिन्न होती है, जो पृथ्वी की पपड़ी में 6 किमी / सेकंड से कम से कम 13.5 किमी / सेकंड तक होती है, और आंतरिक कोर के माध्यम से 11 किमी / सेकंड।
- हम आमतौर पर कहते हैं कि ध्वनि तरंगों की गति घनत्व पर निर्भर करती है। लेकिन कुछ अपवाद हैं - पारा लोहे की तुलना में सघन है, लेकिन यह कम लोचदार है; इसलिए लोहे में ध्वनि की गति पारे से अधिक होती है
➢ पी-वेव्स एस-वेव्स की तुलना में तेजी से यात्रा क्यों करते हैं?
- पी-वेव एस-वेव्स की तुलना में लगभग 1.7 गुना तेज हैं।
- पी-तरंगें संपीड़न तरंगें हैं जो प्रसार की दिशा में एक बल लगाती हैं और इसलिए माध्यम के माध्यम से अपनी ऊर्जा को बहुत आसानी से संचारित करती हैं और इस प्रकार जल्दी से यात्रा करती हैं।
- दूसरी ओर, S- तरंगें अनुप्रस्थ तरंगें या कतरनी तरंगें होती हैं (माध्यम की गति तरंग के प्रसार की दिशा के लंबवत होती है) और इसलिए माध्यम के माध्यम से आसानी से संचारित होती हैं।
➢ एक भूकंप चेतावनी के रूप में पी-तरंगों
- गैर-विनाशकारी प्राथमिक तरंगों का पता लगाने से भूकंप की चेतावनी संभव है जो विनाशकारी माध्यमिक और सतह तरंगों की तुलना में पृथ्वी की पपड़ी के माध्यम से अधिक तेज़ी से यात्रा करते हैं।
- भूकंप के फोकस की गहराई के आधार पर, पी-लहर और अन्य विनाशकारी तरंगों के आने के बीच की देरी लगभग 60 से 90 सेकंड तक हो सकती है (ध्यान की गहराई पर निर्भर करता है)।
➢ माध्यमिक तरंगों (एस-तरंगों)
- द्वितीयक तरंगें (सेकेंडरी वे सीस्मोग्राफ पर दूसरी दर्ज की जाती हैं) या एस-वेव्स को अनुप्रस्थ तरंगों या कतरनी तरंगों या विकृत तरंगों के रूप में भी कहा जाता है।
- वे पानी के तरंग या प्रकाश तरंगों के अनुरूप हैं।
- अनुप्रस्थ तरंगों या कतरनी तरंगों का अर्थ है कि माध्यम में कणों के कंपन की दिशा तरंग के प्रसार की दिशा के लंबवत है। इसलिए, वे उस सामग्री में गर्त और गड्ढों का निर्माण करते हैं जिसके माध्यम से वे गुजरते हैं (वे माध्यम को विकृत करते हैं)।
- पी-लहरों के बाद सतह पर एस-लहरें आती हैं।
- ये तरंगें उच्च आवृत्ति की होती हैं और पी-लहरों की तुलना में थोड़ी अधिक विनाशकारी शक्ति रखती हैं।
- इन तरंगों के कारण पृथ्वी की सतह पर कांपना अगल-बगल से (क्षैतिज) होता है।
- एस-वेव तरल पदार्थ (तरल पदार्थ और गैसों) से नहीं गुजर सकते क्योंकि तरल पदार्थ कतरनी तनाव का समर्थन नहीं करते हैं।
- वे पृथ्वी के ठोस भाग के माध्यम से बदलती वेगों (कतरनी शक्ति के अनुपात में) पर यात्रा करते हैं।
➢ सतह की लहरें (L-Waves)
- शरीर की तरंगें सतह की चट्टानों के साथ संपर्क करती हैं और सतह तरंगों (लंबी या एल-तरंगों) नामक तरंगों का एक नया सेट उत्पन्न करती हैं। ये तरंगें केवल सतह के साथ चलती हैं।
- सतह तरंगों को उनकी लंबी तरंग दैर्ध्य की वजह से लंबी-अवधि की लहरें भी कहा जाता है।
- वे कम आवृत्ति वाली अनुप्रस्थ तरंगें (कतरनी तरंगें) हैं।
- वे उपकेंद्र के तत्काल पड़ोस में विकसित होते हैं और केवल पृथ्वी की सतह को प्रभावित करते हैं और छोटी गहराई पर मर जाते हैं।
- वे शरीर की तरंगों की तुलना में दूरी के साथ अधिक धीरे-धीरे ऊर्जा खो देते हैं क्योंकि वे केवल सतह पर यात्रा करते हैं, शरीर की तरंगों के विपरीत जो सभी दिशाओं में यात्रा करते हैं।
- सतह की तरंगों (आयाम) का कण गति शरीर की तरंगों की तुलना में बड़ा है, इसलिए सतह तरंगें भूकंप की तरंगों के बीच सबसे अधिक विनाशकारी होती हैं।
- वे भूकंप की लहरों में सबसे धीमे हैं और सिस्मोग्राफ पर अंतिम रूप से दर्ज हैं।
➢ प्रेम तरंगें
- यह सबसे तेज़ सतह की लहर है और जमीन को अगल-बगल से हिलाती है।
➢ रेले तरंगें
- एक रेले की लहर जमीन के साथ एक झील या समुद्र के ऊपर एक लहर की तरह लुढ़कती है।
- क्योंकि यह लुढ़कता है, यह जमीन को ऊपर और नीचे की ओर ले जाता है और एक ही दिशा में एक ही दिशा में चलता है, जिससे लहर चलती है।
- भूकंप से अधिकांश झटकों और क्षति रेलेव लहर के कारण होती है।
- भूकंप तरंगों के प्रकार
➢ भूकंपीय तरंगें पृथ्वी के आंतरिक भाग को समझने में कैसे मदद करती हैं?
- भूकंपीय तरंगों को दूर स्थित स्थानों पर स्थित भूकम्पों में दर्ज किया जाता है।
- आगमन के समय में अंतर, लहरों की अपेक्षा (अपवर्तन के कारण) से अलग रास्ते लेने और कुछ क्षेत्रों में भूकंपीय तरंगों की अनुपस्थिति जिसे छाया क्षेत्र कहा जाता है, पृथ्वी के आंतरिक भाग की मैपिंग की अनुमति देता है।
- गहराई के कार्य के रूप में वेग में असंतोष रचना और घनत्व में परिवर्तन के संकेत हैं।
- यही है, वेग में होने वाले परिवर्तनों का अवलोकन करके, पृथ्वी के आंतरिक भाग के घनत्व और संरचना का अनुमान लगाया जा सकता है (घनत्व में परिवर्तन से लहर का वेग बहुत भिन्न होता है)।
- गहराई के कार्य के रूप में तरंग गति में असंतुलन चरण परिवर्तनों का संकेत है।
- यही है, तरंगों की दिशा में परिवर्तनों का अवलोकन करके, छाया क्षेत्रों के उद्भव, विभिन्न परतों की पहचान की जा सकती है।
➢ P- तरंगों और S- तरंगों के शैडो जोन का उद्भव
- एस-वेव तरल पदार्थ के माध्यम से यात्रा नहीं करते हैं (वे क्षीण होते हैं)।
- 103 ° से अधिक पूरे क्षेत्र को S-waves प्राप्त नहीं होती है, और इसलिए इस क्षेत्र को S-waves के छाया क्षेत्र के रूप में पहचाना जाता है। इस अवलोकन से तरल बाहरी कोर की खोज हुई।
- पी-लहरों का छाया क्षेत्र भूकंप के केंद्र से 103 ° और 142 ° के बीच पृथ्वी के चारों ओर एक बैंड के रूप में दिखाई देता है।
- इसका कारण यह है कि पी-तरंगों को अपवर्तित किया जाता है, जब वे सेमीसॉलिड मेंटल और तरल बाहरी कोर के बीच संक्रमण से गुजरते हैं।
- हालांकि, उपरिकेंद्र से 142 ° से आगे स्थित भूकंपवाद, पी-तरंगों के आगमन को रिकॉर्ड करते हैं, लेकिन एस-तरंगों के नहीं। यह ठोस आंतरिक कोर के बारे में सुराग देता है।
- इस प्रकार, भूकंप से 103 ° और 142 ° के बीच के क्षेत्र को दोनों प्रकार की तरंगों के लिए छाया क्षेत्र के रूप में पहचाना गया।
➢ P- तरंगों और S- तरंगों का छाया क्षेत्र
- उपरिकेंद्र से 103 ° के भीतर किसी भी दूरी पर स्थित भूकंपवादियों ने पी और एस-लहर दोनों के आगमन को दर्ज किया।
➢ ध्वनि तरंगें सघन माध्यम में तेजी से यात्रा क्यों करती हैं जबकि प्रकाश धीमी गति से यात्रा करता है?
- ध्वनि एक यांत्रिक तरंग है और माध्यम के संपीड़न और दुर्लभता से यात्रा करती है।
- एक उच्च घनत्व मध्यम में अधिक लोच की ओर जाता है और इसलिए आसानी से जिसके द्वारा संपीड़न और दुर्लभता हो सकती है। इस तरह से ध्वनि का वेग घनत्व में वृद्धि के साथ बढ़ता है।
- दूसरी ओर प्रकाश, एक अनुप्रस्थ विद्युत चुम्बकीय तरंग है।
- घनत्व में वृद्धि से प्रभावी पथ की लंबाई बढ़ जाती है, और इसलिए यह उच्च अपवर्तक सूचकांक और कम वेग की ओर जाता है।
- पी-लहरों के छाया क्षेत्र की अवधि = 78 ° [2 x (142 ° - 103 °)]
- एस-वेव्स के छाया क्षेत्र की अवधि = 154 ° [360 ° - (103 ° + 103 °)]
- दोनों तरंगों के लिए छाया क्षेत्र सामान्य की अवधि = 78 °
➢ पृथ्वी की आंतरिक संरचना
- भूकंप की तरंगें पृथ्वी के आंतरिक भाग के माध्यम से अपने प्रसार के दौरान निश्चित अंतराल पर बदलती हैं।
- वे प्रतिबिंब और अपवर्तन की क्रिया से भी गुजरते हैं।
- पृथ्वी पर ऐसे स्थान जहाँ भूकंपीय तरंगें रिकॉर्ड नहीं की जाती हैं, उन्हें "शैडो जोन" कहा जाता है। एस-तरंगों को फोकस से 103o कोणीय दूरी से आगे रिकॉर्ड नहीं किया जाता है जो यह दर्शाता है कि पृथ्वी का बाहरी कोर पिघला हुआ या अर्ध-पिघला हुआ है जिसमें एस-लहरें नहीं फैल सकती हैं।
- जैसा कि पी-तरंगों को 103o से 142o के कोणीय दूरी के बीच दर्ज नहीं किया जाता है, यह इंगित करता है कि कोर का एक अलग घनत्व, राज्य और संरचना है।
- इन तरंगों के व्यवहार के विश्लेषण से यह स्पष्ट है कि पृथ्वी के आंतरिक भाग में विभिन्न घनत्वों की परतदार संरचना है।
- भूकंप की तरंगों की मदद से हम परतों की सही स्थिति, उनकी गहराई, मोटाई और अन्य भौतिक और रासायनिक गुणों के बारे में जानकारी प्राप्त कर सकते हैं।
- विभिन्न प्रकार की चट्टानों के माध्यम से इन तरंगों के पारित होने और उनके व्यवहार के आधार पर हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि पृथ्वी के आंतरिक भाग में तीन मुख्य परतें हैं।
ये तीन परतें हैं (i) क्रस्ट, (ii) मेंटल और (iii) कोर।
इस व्यवस्था की तुलना उबले अंडे से की जा सकती है।
पपड़ी
- यह पृथ्वी की सबसे ऊपरी परत है। अन्य दो की तुलना में पपड़ी ठोस, कठोर और बहुत पतली होती है।
- अंडे के खोल की तरह, पृथ्वी की पपड़ी भंगुर है और टूट सकती है। क्रस्ट की मोटाई हर जगह समान नहीं है।
- महाद्वीपीय क्रस्ट की तुलना में महासागरीय पपड़ी पतली होती है। समुद्री क्रस्ट की औसत मोटाई 5 किमी है, जबकि महाद्वीपीय 30 किमी के आसपास है।
- महाद्वीपीय क्रस्ट प्रमुख पर्वत प्रणालियों के क्षेत्रों में मोटा है। यह हिमालयी क्षेत्र में 70 किमी मोटी है।
➢ इसके मुख्य भाग हैं
- ऊपर की पतली परत- यह ऐसी चट्टानों से बनी होती है जिनमें सिलिका और एल्यूमीनियम का एक बड़ा अनुपात होता है। इसे SIAL (SI = सिलिका, AL = एल्यूमिनियम) कहा जाता है। महाद्वीप ज्यादातर सियाल से बने होते हैं। इसका औसत घनत्व 2.7 है और मोटाई लगभग 28 किलोमीटर है।
- क्रस्ट की निचली परत तुलनात्मक रूप से भारी चट्टानों से बनी है। सिलिका और मैग्नीशियम इसमें प्रमुख घटक हैं। इसलिए, यह भाग SIMA (SI - सिलिकॉन, MA = मैग्नीशियम) के रूप में जाना जाता है। समुद्र का तल भी इसी चट्टान से बना है। इसकी औसत मोटाई 6-7 किलोमीटर और घनत्व 3.0 है। SIAL और SIMA की मोटाई एक साथ 70 किलोमीटर से अधिक नहीं होती है।
- इसकी मात्रा पृथ्वी के कुल आयतन का 1% है। पृथ्वी की 6378 किलोमीटर की त्रिज्या की तुलना में, 70 किलोमीटर की मोटाई नगण्य है। हालाँकि, इसे अनदेखा नहीं किया जा सकता है। यह उथली पपड़ी प्रकृति की अद्भुत गतिविधियों का आधार है।
इसकी मोटाई लगभग 2900 किलोमीटर है। इसकी मात्रा पूरी पृथ्वी का 83% है। क्रस्ट की निचली सीमा के पास, पी-लहरों का वेग लगभग 6.4 किलोमीटर प्रति सेकंड से 8 किमी प्रति सेकंड तक बढ़ जाता है।
- पी-लहरों के वेग में यह परिवर्तन क्रस्ट और मेंटल के बीच सतह के असंतोष को इंगित करता है। इसे मोहो या मोहरोविकिक विच्छेदन (इसके खोजकर्ता के नाम के बाद) के नाम से जाना जाता है।
- मेंटल घनी और भारी सामग्री जैसे ऑक्सीजन, आयरन और मैग्नीशियम से बना है। मेंटल में सामग्रियों का औसत घनत्व 3.5 ग्राम प्रति घन सेमी और 5.5 ग्राम प्रति घन सेमी के बीच भिन्न होता है।
- इस परत का तापमान 900 ° C और 2200 ° C के बीच है। तापमान इस परत में मैग्मा से काफी अधिक है और गर्म चट्टानें हैं।
- अतिव्यापी परतों का दबाव क्रस्ट के निचले हिस्से और मेंटल के ऊपरी हिस्से को लगभग ठोस अवस्था में रखता है।
- यदि क्रस्ट में दरारें दिखाई देती हैं, तो दबाव जारी होता है और पृथ्वी के अंदर से पिघला हुआ पदार्थ ज्वालामुखी विस्फोट के माध्यम से सतह तक पहुंचने की कोशिश करता है।
मेंटल के ऊपरी हिस्से को एस्थेनोस्फीयर कहा जाता है। एस्टेनो शब्द का अर्थ है कमजोर। - इसे 400 किमी तक विस्तारित माना जाता है। यह मैग्मा का मुख्य स्रोत है जो ज्वालामुखी विस्फोट के दौरान सतह पर अपना रास्ता खोजता है।
पृथ्वी के आंतरिक भाग में सभी घटनाओं में मेंटल एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। - यह संवहन मुद्राओं को भी जन्म देता है। ये धाराएँ महाद्वीपीय बहाव, भूकंप, ज्वालामुखी आदि जैसी घटनाओं के लिए ऊर्जा की आपूर्ति करती हैं।
कोर
- यह 2900 किलोमीटर की गहराई से पृथ्वी के केंद्र (6378 किमी) तक फैला हुआ है। यह पृथ्वी का सबसे आंतरिक भाग है। इसकी शुरुआत गुटेनबर्ग डिसकंटिनिटी से होती है। गुटेनबर्ग डिसकंटिनिटी द्वारा मूल से सीमांकन किया जाता है।
- कोर दो भागों में विभाजित है: (i) बाहरी कोर, (ii) इनर कोर।
बाहरी कोर संभवतः पूर्ण तरल या अर्ध-तरल अवस्था में है। - भूकंपों की अनुप्रस्थ या एस-लहरें, गुटेनबर्ग डिस्कॉफ़ुइटी पर गायब होने लगती हैं।
- बाहरी कोर 2900 किमी की गहराई से 5150 किमी तक फैला हुआ है। इसका औसत घनत्व 10 है।
- माना जाता है कि आंतरिक कोर ठोस है। यह 5150 किमी की गहराई तक पृथ्वी के केंद्र (6378 किमी) तक फैला हुआ है।
- P तरंगों का वेग बाहरी और भीतरी कोर की सीमा पर बढ़ता है। इसका घनत्व 12-13 के बीच है। सम्पूर्ण कोर के आयतन के रूप में पृथ्वी का सम्पूर्ण भाग 16% है।
- कोर का द्रव्यमान पृथ्वी के द्रव्यमान का 32% है। कोर का प्रमुख हिस्सा लोहे और निकल जैसी भारी धातुओं से बना है।
- इस क्षेत्र को इसलिए नाइफ (नी = निकल, फे = फेरस) के रूप में जाना जाता है। इसे Barysphere (जिसका अर्थ है भारी धात्विक चट्टानों) के रूप में भी जाना जाता है।
क्रस्ट एंड मेंटल बनाम लिथोस्फीयर और एस्थेनोस्फीयर
- लिथोस्फीयर, एस्थेनोस्फीयर और मेसोस्फीयर पृथ्वी के यांत्रिक गुणों में परिवर्तन का प्रतिनिधित्व करते हैं।
- क्रस्ट, मेंटल और कोर पृथ्वी की रासायनिक संरचना में परिवर्तन का उल्लेख करते हैं। लिथोस्फियर (लिथो: चट्टान; गोला; परत) पृथ्वी का सबसे मजबूत, ऊपरी 100 किमी।
- स्थलमंडल टेक्टोनिक प्लेट है (हम प्लेट टेक्टोनिक्स में इसके बारे में बात करते हैं)। एस्थेनोस्फीयर (Asthenic: कमजोर) पृथ्वी की सबसे कमजोर और आसानी से विकृत परत है जो टेक्टोनिक प्लेटों को स्लाइड करने के लिए "स्नेहक" के रूप में कार्य करती है।
- Asthenosphere पृथ्वी की सतह के नीचे 100 किमी गहराई से 660 किमी तक फैला हुआ है। एस्थेनोस्फीयर के नीचे मेसोस्फीयर, एक और मजबूत परत है।