दोस्तों आज हम लोग इस आर्टिकल में सौरमंडल का अकेला ग्रह जिस पर जीवन है। अर्थात आज हम लोग पृथ्वी की आंतरिक संरचना को अप्राकृतिक साधन घनत्व, दबाव ,तापमान तथा पृथ्वी की उत्पत्ति से संबंधित सिद्धांतों के साथ और प्राकृतिक साधनों में ज्वालामुखी क्रिया, भूकंप विज्ञान के साथ और पृथ्वी की विभिन्न परतो के संगठन के आधार पर सियाल(SiAl), सीमा(SiMa), निफे(NiFe) के बारे में विस्तृत चर्चा करके पृथ्वी की आंतरिक संरचना के बारे में जानने की कोशिश करेंगे।
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पृथ्वी की आंतरिक संरचना/नीला ग्रह (जल की अधिकता के कारण )
A-अप्राकृतिक साधन (artificial sources):-
1-घनत्व:-
घनत्व के आधार पर यदि पृथ्वी की आंतरिक संरचना का अध्ययन किया जाए। तो सबसे आंतरिक भाग का घनत्व लगभग 11 से 13.5 ग्राम प्रति घन सेंटीमीटर है तथा मध्य परत का घनत्व लगभग 5.0 और बाहरी परत अर्थात भू-पर्पटी का घनत्व लगभग 3.0 है। उपरोक्त के क्रम में यदि पृथ्वी का औसत घनत्व देखा जाए तो 5.5 ग्राम प्रति घन सेंटीमीटर है अर्थात पृथ्वी की आंतरिक संरचना में घनत्व के आधार पर कई परते निर्मित है। इन परतों में आंतरिक परत अर्थात क्रोड का घनत्व सबसे अधिक है ।
2-दबाव:-
पृथ्वी के आंतरिक भाग अर्थात क्रोड के अधिक घनत्व के बारे में चट्टानों के दबाव व भार के संदर्भ में समझा जा सकता है। कि दबाव बढ़ने से घनत्व बढ़ता है। लेकिन प्रत्येक चट्टान की अपनी एक सीमा होती है। जिससे अधिक उसका घनत्व नहीं हो सकता है। चाहे दवाब कितना ही क्यों न डाल दिया जाए। यद्यपि प्रयोगों से सिद्ध होता है कि पृथ्वी के आंतरिक भाग के दबाव के कारण न होकर वहां पाये जाने वाले पदार्थों के अधिक घनत्व के कारण है।
3-तापमान:-
पृथ्वी की आंतरिक संरचना की जानकारी उसके तापमान से भी लगाई जा सकती है सामान्य रूप से यदि पृथ्वी के अंदर 8 किलोमीटर तक गहराई में जाने पर पृथ्वी के तापमान में प्रति 32 मीटर में 1 डिग्री सेंटीग्रेड तापमान बढ़ जाता है। लेकिन इससे और अधिक गहराई में जाने पर तापमान में वृद्धि दर कम हो जाती है। और यह पहले 100 किलोमीटर की गहराई तक प्रत्येक किलोमीटर पर 12 डिग्री सेंटीग्रेड की वृद्धि होती है। इस गहराई के उपरांत लगभग 300 किलोमीटर की गहराई तक जाने पर 1 किलोमीटर पर 2 डिग्री सेंटीग्रेड तापमान में वृद्धि होती है और इस गहराई के बाद में प्रत्येक किलोमीटर की गहराई में 1 डिग्री सेंटीग्रेड तापमान में वृद्धि होती है। पृथ्वी के आंतरिक भाग से ऊष्मा का प्रवाह बाहर की ओर होता है। जो तापीय संवहन तरंगों के रूप में प्रकट होता है। यह तरंगे रेडियो सक्रिय पदार्थ तथा गुरुत्व बल के तापीय ऊर्जा में परिवर्तन के कारण उत्पन्न होती हैं। प्लेट विवर्तनिक सिद्धांत के आने के बाद यह और भी स्पष्ट हो गया है कि तापीय संवहन तरंगों के रूप में होता है।
पृथ्वी की उत्पत्ति से संबंधित सिद्धांतों के द्वारा आंतरिक संरचना का अध्ययन
टी.सी. चैंम्बरलिन के द्वारा दिए गए ग्रहाणु संकल्पना अनुसार पृथ्वी का निर्माण ठोस अणुओ के एकत्रीकरण से हुआ है। इसके कारण इसका मध्य भाग ठोस होना चाहिए।
ज्वारीय संकल्पना जो कि जेम्स जीन द्वारा दी गई है इसके द्वारा पृथ्वी का जन्म सूर्य द्वारा उत्पादित ज्वारीय पदार्थ के ठोस होने से हुई है। अतः इनका मानना है कि पृथ्वी का केंद्र द्रव अवस्था में होना चाहिए। लाप्लास के निहारिका सिद्धांत के द्वारा पृथ्वी की आंतरिक संरचना गैसीय अवस्था में होनी चाहिए। अतः उक्त विचारधाराओं के अध्ययन से पृथ्वी की आंतरिक संरचना के विषय में कोई स्पष्ट अवधारणा नहीं बन सकी है।
B-प्राकृतिक साधन(Natural sourses):-
A-ज्वालामुखी क्रिया:-
ज्वालामुखी में विस्फोट होता है। तो उसमें से जो तरल मैग्मा निकलता है। उसके आधार पर स्पष्ट होता है। कि पृथ्वी के आंतरिक भाग में कोई न कोई ऐसी परत उपस्थित है। जिसकी अवस्था तरल या अर्ध्दतरल है। किंतु यह भी स्पष्ट है कि पृथ्वी के आंतरिक भाग में अत्यधिक दबाव चट्टानों को पिघली अवस्था में नहीं रहने देगा । इन तत्वों के आधार पर भी यह स्पष्ट नहीं हो पाता है कि पृथ्वी की आंतरिक बनावट क्या है ।
B-भूकंप विज्ञान के साक्ष्य:-
भूकंप विज्ञान में भूकंप के समय उत्पन्न होने वाली भूकंपीय लहरों का अंकन सिस्मोग्राफ (sesmograph) नामक यंत्र पर किया जाता है । इसके अध्ययन से पृथ्वी के अंदर लहरों के विचलन के आधार पर इसका अध्ययन करना संभव हो सका है । सिस्मोग्राफ एक प्रत्यक्ष साधन है जिसके द्वारा पृथ्वी की आंतरिक संरचना के बारे में पर्याप्त जानकारी उपलब्ध हो सकी है ।
पृथ्वी का रासायनिक संगठन एवं विभिन्न परतें:-
International union of geodesy and geophysics (IUGG) के द्वारा किए गए शोध के आधार पर पृथ्वी की आंतरिक संरचना को तीन भागों में विभक्त किया जा सकता है जो निम्न लिखित है-
1-भू-पर्पटी (Crust):-
भूपर्पटी पृथ्वी का सबसे ऊपरी भाग होता है तथा इसकी मोटाई महाद्वीपों और महासागरों में अलग-अलग होती है। I.U.G.G. के अनुसार – महासागरों के नीचे इसकी जो औसत मोटाई लगभग 5 किलोमीटर होती है। जबकि महाद्वीपों के नीचे या लगभग 30 किलोमीटर तक होती है।
I.U.G.G. के अनुसार पी लहरों की गति और क्रस्ट के औसत घनत्व के आधार पर भू-पर्पटी को ऊपरी क्रस्ट तथा निचली क्रस्ट में बांटा जा सकता है।
ऊपरी क्रस्ट
ऊपरी क्रस्ट में “P” लहरों की गति 6.1 किमी प्रति सेकंड तथा इसका औसत घनत्व 2.8 है।
निकली क्रस्ट
निकली क्रस्ट में “P” लहरों की गति 6.9 किलोमीटर प्रति सेकंड तथा इसका घनत्व 3.0 है।
ऊपरी क्रस्ट व निकली क्रस्ट में जो घनत्व का अंतर है वह यहां उपस्थित दबाव के कारण है अतः ऊपरी एवं निकली क्रस्ट के बीच घनत्व संबंधी एक असंबद्धता का निर्माण होता है। जिसकी खोज कोरनाड ने की थी। इसलिए यह असंबद्धता कोनराड असंबद्धता कहलाती है। इस क्रस्ट का निर्माण सिलिका (Silica-Si )और एल्यूमीनियम (Aluminum -Al) से हुआ है इसलिए इसे “सियाल परत” भी कहते हैं ।
सियाल परत का निर्माण ग्रेनाइट चट्टानों द्वारा हुआ है जो कि परतदार शैलों के नीचे पाई जाती है ।
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2- मैंटल (Mantle):-
भू पर्पटी के बाद जब भूकंपीय लहरें मैंटल में पहुंचती हैं। तो इसमें प्रवेश करने से पहले भूकंपीय लहरों की गति में अचानक वृद्धि हो जाती है। और ये लहरें 7.9 किलोमीटर प्रति सेकंड से बढ़कर 8.1 किलोमीटर प्रति सेकंड तक हो जाती है। इस तरह निचली क्रस्ट तथा ऊपरी मेंटल के बीच में एक असंबद्धता का निर्माण होता है। जो कि चट्टानों के घनत्व में परिवर्तन को दर्शाती है। इस इस असंबद्धता की खोज ए.मोहोरोविकिक द्वारा की गई थी । इसलिए इस असंबद्धता को मोहो असंबद्धता कहते हैं। मोहो असंबद्धता से लगभग 2900 किलोमीटर की गहराई तक मेंटल का विस्तार है। और इस मेंटल का आयतन पृथ्वी के कुल आयतन का लगभग 83% और द्रव्यमान लगभग 68% है। मेंटल का निर्माण प्रमुखतः सिलिका(Silica-Si और मैग्नीशियम magnisium-Ma) से हुआ है। अतः से हम SiMa (सीमा)परत भी कहा जाता है। आई. यू. जी. जी.(IUGG) ने मेंटल को भूकंपीय लहरों की गति के आधार पर तीन भागों में बांटा है।
1- मोहो असंबद्धता से 200 किलोमीटर की गहराई तक का भाग।
2- 200 से 700 किलोमीटर ।
3- 700 से 2900 किलोमीटर ।
मेंटल की ऊपरी परत लगभग 100 से 200 किलोमीटर की गहराई तक भूकंपीय लहरों की गति धीमी पड़ जाती है। यह लगभग 7.8 किलोमीटर प्रति सेकंड रह जाती है इस भाग को निम्न गति का मंडल भी कहते हैं ऊपरी मैंटल और निचली मैंटल के बीच घनत्व संबंधी इस असंबद्धता को रेपिटी असंबद्धता कहते हैं।
3-क्रोड़(core):-
पृथ्वी की इस परत का विस्तार 2900 किलोमीटर से 6371 किलोमीटर तक है। अर्थात इसका पृथ्वी के केंद्र तक विस्तारित है। निचले मैंटल के आधार पर P तरंगो की गति में जो अचानक वृद्धि होती है। और यह लगभग 13.6 किलोमीटर प्रति सेकंड हो जाती है। P तरंगो की गति में अचानक से जो वृद्धि होती है, वह चट्टानों के घनत्व में परिवर्तन को दर्शाती है जिससे यहां पर एक असंबद्धता उत्पन्न होती है। इसे गुटेनबर्ग- विशार्ट असंबद्धता कहते हैं। गुटेनबर्ग असंबद्धता से लेकर पृथ्वी के केंद्र तक के भाग को दो भागों में विभाजित किया गया है:-
1-बाह्य क्रोड़़ (outer core) (2900-5150 कि.मी.)
2-आंतरिक क्रोड़ (inner core) (5150-6371 कि.मी.)
बाह्य क्रोड़ का विस्तार 2900 किलोमीटर से 5150 किलोमीटर की गहराई तक विस्तारित है इस मंडल में भूकंपीय S लहरें प्रवेश नहीं कर पाती है। आंतरिक भाग में जहां घनत्व सर्वाधिक है तुलना की दृष्टि से अधिक तरल होने के कारण P तरंगों की गति 11.23 किलोमीटर प्रति सेकंड रह जाती है। हालांकि अत्यधिक तापमान के कारण क्रोड़ को पिघली हुई अवस्था में होना चाहिए किंतु अत्यधिक दबाव के कारण यह अर्ध्दतरल या प्लास्टिक अवस्था में रहता है। क्रोड़ का आयतन पूरी पृथ्वी का मात्र 16% है। लेकिन इसका द्रव्यमान पृथ्वी के कुल द्रव्यमान का लगभग 32% है। यह अनुमान लगाया जा सकता है कि यह मंडल तरल अवस्था में होना प्रदर्शित करता है। 5150 से 6371 किलोमीटर की गहराई तक का भाग आंतरिक क्रोड़ के अंतर्गत आता है। जो ठोस या प्लास्टिक अवस्था में है एवं इसका घनत्व 13.6 है यहां P लहरों की गति 11.33 किलोमीटर प्रति सेकंड हो जाती है।
बाय क्रोड़ और आंतरिक क्रोड़ के बीच में पायी जाने वाली घनत्व से संबंधित असंबद्धता को लैहमेन असंबद्धता कहा जाता है इस क्रोड़ का आयतन पूरी पृथ्वी का लगभग 16% है। लेकिन इसका द्रव्यमान पृथ्वी के कुल द्रव्यमान का लगभग 32% है क्रोड़ के आंतरिक भागों का निर्माण निकेल और लोहा से हुआ है। इसलिए इसे निफे (NiFe) परत कहा जाता है। हालांकि इसमें सिलिकन की भी कुछ मात्रा रहती है।
नीफे (NiFe)
सीमा परत के नीचे पृथ्वी की तीसरी एवं अंतिम परत पाई जाती है इसे नीफे परत कहते हैं। क्योंकि इसकी रचना निकेल (Nickel)तथा फेरियम (Ferrium) से मिलकर हुई है। इस प्रकार यह परत कठोर धातुओं की बनी है जिस कारण इसका घनत्व अधिक है।