বলিভিয়ায় শক্তিশালী ভূমিকম্প কিভাবে ভূগর্ভস্থ 660 কিলোমিটার পাহাড় খুলে দিয়েছে

সমস্ত স্কুলছাত্রী জানে যে পৃথিবী গ্রহটি তিনটি (বা চার) বড় স্তরে বিভক্ত: ভূত্বক, আবরণ এবং কোর। এটি সাধারণত সত্য, যদিও এই সাধারণীকরণটি বিজ্ঞানীদের দ্বারা চিহ্নিত কয়েকটি অতিরিক্ত স্তরকে বিবেচনায় নেয় না, যার মধ্যে একটি, উদাহরণস্বরূপ, ম্যান্টলের মধ্যে রূপান্তর স্তর।

15 ফেব্রুয়ারী, 2019 সালে প্রকাশিত একটি গবেষণায়, ভূ-পদার্থবিদ জেসিকা আরভিং এবং প্রিন্সটন বিশ্ববিদ্যালয়ের স্নাতকোত্তর ছাত্র ওয়েনবো উ, চীনের জিওডেটিক এবং জিওফিজিক্যাল ইনস্টিটিউটের সিদাও নি-এর সহযোগিতায়, বলিভিয়ায় 1994 সালের শক্তিশালী ভূমিকম্প থেকে প্রাপ্ত ডেটা পর্বত খুঁজে বের করতে ব্যবহার করেছেন। এবং ম্যান্টেলের গভীরে ট্রানজিশন জোনের পৃষ্ঠের অন্যান্য টপোগ্রাফিক বৈশিষ্ট্য। এই স্তরটি, 660 কিলোমিটার ভূগর্ভে অবস্থিত, উপরের এবং নীচের ম্যান্টেলকে আলাদা করে (এই স্তরটির জন্য একটি আনুষ্ঠানিক নাম ছাড়াই, গবেষকরা এটিকে "660-কিলোমিটার সীমানা" বলেছেন)।

এত গভীর ভূগর্ভস্থ "দেখতে" করার জন্য, বিজ্ঞানীরা শক্তিশালী ভূমিকম্প দ্বারা সৃষ্ট গ্রহের সবচেয়ে শক্তিশালী তরঙ্গ ব্যবহার করেছিলেন। ভূ-বিজ্ঞানের সহকারী অধ্যাপক জেসিকা আরভিং বলেন, "গ্রহকে কাঁপানোর জন্য আপনার একটি শক্তিশালী, গভীর ভূমিকম্পের প্রয়োজন।"

বড় ভূমিকম্পগুলি সাধারণের তুলনায় অনেক বেশি শক্তিশালী- যার শক্তি রিখটার স্কেলে প্রতিটি অতিরিক্ত ধাপে 30-গুণ বৃদ্ধি পায়। আরভিং 7.0 এবং তার বেশি মাত্রার ভূমিকম্প থেকে তার সেরা তথ্য পায় কারণ এই ধরনের বড় কম্পনের মাধ্যমে প্রেরিত সিসমিক তরঙ্গগুলি বিভিন্ন দিকে ছড়িয়ে পড়ে এবং গ্রহের অন্য দিকে এবং পিছনের মূল অংশে ভ্রমণ করতে পারে। এই অধ্যয়নের জন্য, মূল তথ্য ভূমিকম্পের তরঙ্গ থেকে এসেছে যা 8.3 মাত্রার ভূমিকম্প থেকে রেকর্ড করা হয়েছিল - ভূতাত্ত্বিকদের দ্বারা রেকর্ড করা দ্বিতীয় গভীরতম ভূমিকম্প - যা 1994 সালে বলিভিয়াকে কেঁপেছিল৷

“এই মাত্রার ভূমিকম্প প্রায়ই ঘটে না। আমরা খুবই সৌভাগ্যবান যে 20 বছর আগের তুলনায় এখন বিশ্বজুড়ে অনেক বেশি সিসমোমিটার ইনস্টল করা হয়েছে। নতুন যন্ত্র এবং কম্পিউটার শক্তির জন্য গত 20 বছরে সিসমোলজিও ব্যাপকভাবে পরিবর্তিত হয়েছে।

সিসমোলজিস্ট এবং ডাটা সায়েন্টিস্টরা প্রিন্সটনের টাইগার ক্লাস্টার সুপার কম্পিউটারের মতো সুপারকম্পিউটার ব্যবহার করেন, যাতে ভূগর্ভের গভীরে সিসমিক তরঙ্গ ছড়িয়ে দেওয়ার জটিল আচরণ অনুকরণ করা যায়।

প্রযুক্তিগুলি তরঙ্গের মৌলিক বৈশিষ্ট্যগুলির উপর ভিত্তি করে: তাদের প্রতিফলিত এবং প্রতিসরণ করার ক্ষমতা। আলোক তরঙ্গ যেমন প্রিজমের মধ্য দিয়ে যাওয়ার সময় আয়না থেকে বাঁকা (প্রতিবিম্বিত) বা বাঁকতে পারে (প্রতিসৃত) তেমনি সিসমিক তরঙ্গ সমজাতীয় শিলাগুলির মধ্য দিয়ে ভ্রমণ করে কিন্তু যখন তারা তাদের পথে রুক্ষ পৃষ্ঠের মুখোমুখি হয় তখন প্রতিফলিত হয় বা প্রতিসৃত হয়।

"আমরা জানি যে প্রায় সব বস্তুরই একটি অসম পৃষ্ঠ থাকে এবং তাই আলো ছড়িয়ে দিতে পারে," বলেছেন ওয়েনবো উ, গবেষণার প্রধান লেখক, যিনি সম্প্রতি জিওনোমিতে ডক্টরেট অর্জন করেছেন এবং বর্তমানে ক্যালিফোর্নিয়া ইনস্টিটিউট অফ টেকনোলজিতে পোস্টডক্টরাল ফেলোশিপ করছেন৷ "এই সত্যটির জন্য ধন্যবাদ, আমরা এই বস্তুগুলিকে "দেখতে" পারি - বিক্ষিপ্ত তরঙ্গগুলি তাদের পথে যে পৃষ্ঠের মুখোমুখি হয় তার রুক্ষতা সম্পর্কে তথ্য বহন করে। এই গবেষণায়, আমরা পাওয়া 660-কিলোমিটার সীমানার "রুক্ষতা" নির্ধারণের জন্য পৃথিবীর গভীরে ভ্রমণকারী সিসমিক তরঙ্গের বিক্ষিপ্ততার দিকে তাকিয়েছি।"

গবেষকরা অবাক হয়েছিলেন যে এই সীমানা কতটা "রুক্ষ" - আমরা যে পৃষ্ঠের স্তরে বাস করি তার চেয়েও বেশি। "অন্য কথায়, এই ভূগর্ভস্থ স্তরটি রকি পর্বতমালা বা অ্যাপালাচিয়ান পর্বত ব্যবস্থার চেয়ে বেশি জটিল ভূগোল রয়েছে," উ বলেছেন। তাদের পরিসংখ্যানগত মডেল এই ভূগর্ভস্থ পর্বতগুলির সঠিক উচ্চতা নির্ধারণ করতে অক্ষম ছিল, তবে একটি ভাল সম্ভাবনা রয়েছে যে তারা পৃথিবীর পৃষ্ঠের যে কোনও কিছুর চেয়ে অনেক বেশি। বিজ্ঞানীরা আরও লক্ষ্য করেছেন যে 660-কিলোমিটার সীমান্তও অসমভাবে বিতরণ করা হয়েছে। যেভাবে স্থল স্তরের কিছু অংশে মসৃণ সমুদ্রপৃষ্ঠ রয়েছে এবং অন্য অংশে বিশাল পর্বত রয়েছে, 660 কিমি সীমানাটির উপরিভাগে রুক্ষ অঞ্চল এবং মসৃণ স্তর রয়েছে। গবেষকরা 410 কিলোমিটার গভীরতায় এবং মধ্যম আবরণের শীর্ষে ভূগর্ভস্থ স্তরগুলিও দেখেছিলেন, কিন্তু এই পৃষ্ঠগুলিতে একই রকম রুক্ষতা খুঁজে পেতে অক্ষম ছিলেন।

টোকিও ইনস্টিটিউট অফ টেকনোলজির একজন সহকারী অধ্যাপক যিনি গবেষণায় জড়িত ছিলেন না, তিনি বলেছেন, "তারা দেখেছেন যে 660-কিলোমিটার সীমানাটি পৃষ্ঠের স্তরের মতোই জটিল।" "শক্তিশালী ভূমিকম্প দ্বারা সৃষ্ট ভূমিকম্পের তরঙ্গ ব্যবহার করে ভূগর্ভস্থ 3 কিলোমিটার গভীরে একটি ভূখণ্ডের উচ্চতায় 660-কিলোমিটার পার্থক্য খুঁজে পাওয়া একটি অকল্পনীয় কীর্তি... তাদের আবিষ্কারের অর্থ হল ভবিষ্যতে, আরও অত্যাধুনিক সিসমিক যন্ত্র ব্যবহার করে আমরা সক্ষম হব। পূর্বে অজানা, সূক্ষ্ম সংকেত সনাক্ত করতে, যা আমাদের কাছে আমাদের গ্রহের অভ্যন্তরীণ স্তরগুলির নতুন বৈশিষ্ট্য প্রকাশ করবে।"

সিসমোলজিস্ট জেসিকা আরভিং, জিওফিজিক্সের সহকারী অধ্যাপক, প্রিন্সটন ইউনিভার্সিটির সংগ্রহ থেকে দুটি উল্কাপিণ্ড ধারণ করেছেন যাতে লোহা রয়েছে এবং এটি গ্রহ পৃথিবীর অংশ বলে মনে করা হয়।
ছবি তুলেছেন ডেনিস অ্যাপেলহোয়াইট।

এর অর্থ কি?

660-কিলোমিটার সীমানা বরাবর রুক্ষ পৃষ্ঠের অস্তিত্ব আমাদের গ্রহ কীভাবে গঠন করে এবং কাজ করে তা বোঝার জন্য গুরুত্বপূর্ণ। এই স্তরটি ম্যান্টেলকে বিভক্ত করে, যা আমাদের গ্রহের আয়তনের প্রায় 84 শতাংশ তৈরি করে, উপরের এবং নীচের বিভাগে। বছরের পর বছর ধরে, ভূতাত্ত্বিকরা এই সীমানা কতটা গুরুত্বপূর্ণ তা নিয়ে বিতর্ক করেছেন। বিশেষ করে, তারা অধ্যয়ন করেছে কিভাবে ম্যান্টেলের মধ্য দিয়ে তাপ পরিবাহিত হয় - এবং উত্তপ্ত শিলা গুটেনবার্গ সীমানা থেকে (2900 কিলোমিটার গভীরে ম্যান্টেলকে কোর থেকে আলাদা করে এমন স্তর) ম্যান্টলের শীর্ষে চলে যায় কিনা বা এই আন্দোলন 660-কিলোমিটার সীমানায় বাধাপ্রাপ্ত হয়। কিছু ভূ-রাসায়নিক এবং খনিজতাত্ত্বিক প্রমাণ প্রস্তাব করে যে ম্যান্টলের উপরের এবং নীচের স্তরগুলিতে বিভিন্ন রাসায়নিক সংমিশ্রণ রয়েছে, এই ধারণাটিকে সমর্থন করে যে দুটি স্তর তাপীয় বা শারীরিকভাবে অপরিবর্তনীয়। অন্যান্য পর্যবেক্ষণগুলি পরামর্শ দেয় যে ম্যান্টলের উপরের এবং নীচের স্তরগুলির মধ্যে কোনও রাসায়নিক পার্থক্য নেই, যা তথাকথিত "সু-মিশ্রিত ম্যান্টেল" সম্পর্কে বিতর্কের জন্ম দেয় যেখানে ম্যান্টলের উভয় স্তরই একটি সংলগ্ন তাপ বিনিময় চক্রে অংশগ্রহণ করে।

"আমাদের গবেষণা এই বিতর্কে নতুন অন্তর্দৃষ্টি প্রদান করে," ওয়েনবো উ বলেন। এই গবেষণা থেকে প্রাপ্ত তথ্য পরামর্শ দেয় যে উভয় পক্ষই আংশিকভাবে সঠিক হতে পারে। 660 কিলোমিটার সীমানার মসৃণ স্তরটি পুঙ্খানুপুঙ্খভাবে, উল্লম্ব মিশ্রণের কারণে গঠিত হতে পারে, যেখানে উপরের এবং নীচের আবরণের মিশ্রণ যতটা মসৃণভাবে এগোয়নি সেখানে রুক্ষ, পাহাড়ী অঞ্চল তৈরি হতে পারে।

উপরন্তু, প্রাপ্ত সীমানায় স্তরটির "রুক্ষতা" গবেষণা বিজ্ঞানীদের দ্বারা বড়, মাঝারি এবং ছোট স্কেলে সনাক্ত করা হয়েছিল, যা তাত্ত্বিকভাবে তাপীয় অসামঞ্জস্যতা বা রাসায়নিক ভিন্নতার কারণে হতে পারে। কিন্তু ম্যান্টলে যেভাবে তাপ পরিবাহিত হয় তার কারণে, উ ব্যাখ্যা করেন, যে কোনো ছোট আকারের তাপীয় অসঙ্গতি কয়েক মিলিয়ন বছরের মধ্যে মসৃণ হয়ে যাবে। সুতরাং, শুধুমাত্র রাসায়নিক ভিন্নতা এই স্তরটির রুক্ষতা ব্যাখ্যা করতে পারে।

কি যেমন উল্লেখযোগ্য রাসায়নিক ভিন্নতা হতে পারে? উদাহরণস্বরূপ, পৃথিবীর ভূত্বকের অন্তর্গত এবং বহু মিলিয়ন বছর ধরে সেখানে স্থানান্তরিত ম্যান্টলের স্তরগুলিতে শিলাগুলির উপস্থিতি। বিজ্ঞানীরা দীর্ঘকাল ধরে সমুদ্রতলের প্লেটগুলির ভাগ্য নিয়ে বিতর্ক করেছেন যা প্রশান্ত মহাসাগর এবং বিশ্বের অন্যান্য অংশের চারপাশে সংঘর্ষকারী সাবডাকশন জোন দ্বারা ম্যান্টলে ধাক্কা দেওয়া হয়। ওয়েইবো উ এবং জেসিকা আরভিং পরামর্শ দেন যে এই প্লেটের অবশিষ্টাংশগুলি এখন 660-কিলোমিটার সীমানার উপরে বা নীচে থাকতে পারে।

"অনেক মানুষ বিশ্বাস করেন যে গ্রহের অভ্যন্তরীণ গঠন এবং গত 4.5 বিলিয়ন বছরে এর পরিবর্তনগুলি শুধুমাত্র সিসমিক ওয়েভ ডেটা ব্যবহার করে অধ্যয়ন করা বেশ কঠিন। "কিন্তু এটি সত্য থেকে অনেক দূরে!" আরভিং বলেছিলেন৷ "এই গবেষণাটি আমাদের প্রাচীন টেকটোনিক প্লেটের ভাগ্য সম্পর্কে নতুন তথ্য দিয়েছে যা বহু বিলিয়ন বছর ধরে ম্যান্টেলের মধ্যে নেমে এসেছিল।"

অবশেষে, আরভিং যোগ করেছেন, "আমি মনে করি সিসমোলজি সবচেয়ে আকর্ষণীয় যখন এটি আমাদের স্থান এবং সময়ের মধ্যে আমাদের গ্রহের অভ্যন্তরীণ গঠন বুঝতে সাহায্য করে।"

অনুবাদের লেখকের কাছ থেকে: আমি সর্বদা একটি জনপ্রিয় বিজ্ঞান নিবন্ধ ইংরেজি থেকে রাশিয়ান ভাষায় অনুবাদ করার জন্য আমার হাত চেষ্টা করতে চেয়েছিলাম, কিন্তু আমি এটি আশা করিনি যতদূর এটা জটিল. যারা নিয়মিত এবং দক্ষতার সাথে হ্যাব্রে নিবন্ধগুলি অনুবাদ করেন তাদের প্রতি অনেক শ্রদ্ধা। একটি পাঠ্যকে পেশাগতভাবে অনুবাদ করার জন্য, আপনাকে শুধুমাত্র ইংরেজি জানতে হবে না, বরং তৃতীয় পক্ষের উত্সগুলি অধ্যয়ন করে বিষয়টি নিজেই বুঝতে হবে। এটিকে আরও স্বাভাবিক শোনাতে একটু "গ্যাগ" যোগ করুন, তবে এটি অতিরিক্ত করবেন না, যাতে নিবন্ধটি নষ্ট না হয়। পড়ার জন্য অনেক ধন্যবাদ :)

উত্স: www.habr.com