बोलिविया में आए शक्तिशाली भूकंपों ने 660 किलोमीटर जमीन के नीचे पहाड़ खोल दिए

सभी स्कूली बच्चे जानते हैं कि पृथ्वी ग्रह तीन (या चार) बड़ी परतों में विभाजित है: क्रस्ट, मेंटल और कोर। सामान्य तौर पर, यह सच है, हालांकि यह सामान्यीकरण वैज्ञानिकों द्वारा पहचानी गई कई अतिरिक्त परतों को ध्यान में नहीं रखता है, जिनमें से एक, उदाहरण के लिए, मेंटल के अंदर की संक्रमण परत है।

15 फरवरी, 2019 को प्रकाशित एक अध्ययन में, भूभौतिकीविद् जेसिका इरविंग और प्रिंसटन विश्वविद्यालय के स्नातक छात्र वेनबो वू ने चीन में जियोडेटिक और जियोफिजिकल इंस्टीट्यूट के सिदाओ नी के सहयोग से पहाड़ों और अन्य स्थलाकृतिक का पता लगाने के लिए 1994 के बोलिवियाई भूकंप के बड़े पैमाने पर डेटा का उपयोग किया। मेंटल के भीतर गहरे संक्रमण क्षेत्र की सतह पर सुविधाएँ। यह परत, 660 किलोमीटर भूमिगत स्थित है, मेंटल के ऊपरी और निचले हिस्सों को अलग करती है (इस परत के लिए औपचारिक नाम के बिना, शोधकर्ताओं ने इसे "660 किमी सीमा" कहा है)।

इतने गहरे भूमिगत "देखने" के लिए, वैज्ञानिकों ने सबसे शक्तिशाली भूकंपों के कारण ग्रह पर सबसे शक्तिशाली तरंगों का उपयोग किया। भूभौतिकी विज्ञान की सहायक प्रोफेसर जेसिका इरविंग ने कहा, "ग्रह को हिलाने के लिए आपको एक बड़े, गहरे भूकंप की जरूरत है।"

बड़े भूकंप सामान्य भूकंपों की तुलना में बहुत अधिक शक्तिशाली होते हैं - जिनकी ऊर्जा रिक्टर पैमाने पर प्रत्येक अतिरिक्त कदम के साथ 30 गुना बढ़ जाती है। इरविंग 7.0 और उससे अधिक परिमाण के भूकंपों से अपना सर्वश्रेष्ठ डेटा प्राप्त करता है, क्योंकि ऐसे शक्तिशाली भूकंपों द्वारा भेजी जाने वाली भूकंपीय तरंगें विचलन करती हैं और कोर के माध्यम से ग्रह के दूसरी ओर और वापस यात्रा कर सकती हैं। इस अध्ययन के लिए, भूकंपीय तरंगों से महत्वपूर्ण डेटा प्राप्त किया गया था जो 8.3 तीव्रता के भूकंप से दर्ज किया गया था - भूवैज्ञानिकों द्वारा दर्ज किया गया दूसरा सबसे गहरा भूकंप - जिसने 1994 में बोलिविया को हिला दिया था।

"इस परिमाण के भूकंप अक्सर नहीं होते हैं। हम बहुत भाग्यशाली हैं कि 20 साल पहले की तुलना में अब दुनिया भर में कई अधिक सीस्मोमीटर स्थापित हैं। नए उपकरणों और कंप्यूटर की शक्ति की बदौलत पिछले 20 वर्षों में भूकंप विज्ञान भी बहुत बदल गया है।

भूकम्पविज्ञानी और डेटा वैज्ञानिक गहरे भूमिगत में बिखरने वाली भूकंपीय तरंगों के जटिल व्यवहार का अनुकरण करने के लिए प्रिंसटन टाइगर क्लस्टर सुपरकंप्यूटर जैसे सुपरकंप्यूटर का उपयोग करते हैं।

प्रौद्योगिकियां तरंगों के मूलभूत गुणों पर आधारित हैं: प्रतिबिंबित करने और अपवर्तित करने की उनकी क्षमता। जिस तरह प्रकाश तरंगें एक दर्पण से उछल (परावर्तित) हो सकती हैं या जब वे एक प्रिज्म से गुजरती हैं तो मुड़ (अपवर्तित) हो सकती हैं, भूकंपीय तरंगें सजातीय चट्टानों के माध्यम से यात्रा करती हैं लेकिन जब वे रास्ते में किसी न किसी सतह से टकराती हैं तो परावर्तित या अपवर्तित हो जाती हैं।

अध्ययन के प्रमुख लेखक वेनबो वू ने कहा, "हम जानते हैं कि लगभग सभी वस्तुओं में असमान सतह होती है और इसलिए प्रकाश बिखेर सकते हैं, जिन्होंने हाल ही में जियोनॉमी में पीएचडी प्राप्त की है और अब कैलिफोर्निया इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी में पोस्टडॉक्टरल फेलो हैं।" "इस तथ्य के लिए धन्यवाद, हम इन वस्तुओं को" देख "सकते हैं - प्रकीर्णन तरंगें उन सतहों की खुरदरापन के बारे में जानकारी ले जाती हैं जिनका वे रास्ते में सामना करते हैं। इस अध्ययन में, हमने 660 किलोमीटर की सीमा के "खुरदरापन" को निर्धारित करने के लिए पृथ्वी के अंदर गहराई में फैलने वाली प्रकीर्णन भूकंपीय तरंगों का अध्ययन किया।

शोधकर्ता आश्चर्यचकित थे कि यह सीमा कितनी "खुरदरी" 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 अधिक जटिल स्थलाकृति है," वू ने कहा। उनका सांख्यिकीय मॉडल इन भूमिगत पहाड़ों की सटीक ऊँचाई निर्धारित करने में असमर्थ था, लेकिन इस बात की प्रबल 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 है। जिस तरह भूमि परत के कुछ हिस्सों में एक चिकनी महासागर की सतह है और दूसरों में बड़े पैमाने पर पहाड़ हैं, 660 किलोमीटर की सीमा में भी इसकी सतह पर खुरदुरे क्षेत्र और चिकनी परतें 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 का एक 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 हॉसर ने कहा, जो अध्ययन में शामिल नहीं थे। “3 किलोमीटर गहरी भूमिगत ऊंचाई में 660 किलोमीटर के अंतर को खोजने के लिए शक्तिशाली भूकंपों द्वारा बनाई गई 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, सूक्ष्म का पता लगाने में सक्षम होंगे संकेत जो हमारे ग्रह की आंतरिक परतों के नए गुणों को प्रकट करेंगे।

सीस्मोलॉजिस्ट जेसिका इरविंग, भूभौतिकी के सहायक प्रोफेसर, प्रिंसटन विश्वविद्यालय के संग्रह से दो उल्कापिंड रखती हैं जिनमें लोहा होता है और माना जाता है कि यह पृथ्वी ग्रह का हिस्सा है।
डेनिस एपेलव्हाइट द्वारा ली गई तस्वीर।

इसका क्या मतलब है?

660 किमी की सीमा पर उबड़-खाबड़ सतहों का अस्तित्व यह समझने के लिए आवश्यक है कि हमारा ग्रह कैसे बनता है और कैसे कार्य करता है। यह परत मेंटल को विभाजित करती है, जो हमारे ग्रह के आयतन का लगभग 84 प्रतिशत, ऊपरी और निचले वर्गों में विभाजित करती है। वर्षों से, भूवैज्ञानिकों ने इस बात पर बहस की है कि यह सीमा कितनी महत्वपूर्ण है। विशेष रूप से, उन्होंने अध्ययन किया कि मेंटल के माध्यम से गर्मी का परिवहन कैसे किया जाता है - और क्या गर्म चट्टानें गुटेनबर्ग सीमा (2900 किलोमीटर की गहराई पर मेंटल को कोर से अलग करने वाली परत) से मेंटल के शीर्ष तक जाती हैं, या यदि यह गति होती है 660 किलोमीटर की सीमा पर बाधित है। कुछ भू-रासायनिक और खनिज संबंधी साक्ष्य 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 ऊष्मीय या भौतिक रूप से मिश्रित नहीं होती हैं। अन्य टिप्पणियों से पता चलता है कि ऊपरी और निचले मेंटल में कोई रासायनिक अंतर नहीं है, तथाकथित "अच्छी तरह से मिश्रित मेंटल" विवाद को जन्म देता है, जहां दोनों मेंटल परतें आसन्न ताप विनिमय चक्र में भाग लेती हैं।

"हमारा अध्ययन इस विवाद पर एक नया दृष्टिकोण प्रदान करता है," वेनबो वू ने कहा। इस अध्ययन के आंकड़े बताते हैं कि दोनों पक्ष आंशिक रूप से सही हो सकते हैं। 660 किमी की सीमा का चिकना स्तर पूरी तरह से, ऊर्ध्वाधर मिश्रण के कारण हो सकता है, जहाँ मोटे, पहाड़ी क्षेत्र बन सकते हैं जहाँ ऊपरी और निचली मेंटल परतों का मिश्रण सुचारू रूप से आगे नहीं बढ़ता।

इसके अलावा, अनुसंधान वैज्ञानिकों द्वारा बड़े, मध्यम और छोटे पैमानों पर पाई गई सीमा पर परत का "खुरदरापन" पाया गया, जो सिद्धांत रूप में थर्मल विसंगतियों या रासायनिक विषमता के कारण हो सकता है। लेकिन जिस तरह से मेंटल में गर्मी का परिवहन होता है, वू बताते हैं, कुछ मिलियन वर्षों के भीतर किसी भी छोटे पैमाने पर थर्मल विसंगति को दूर कर दिया जाएगा। इस प्रकार, केवल रासायनिक विषमता ही इस परत की खुरदरापन की व्याख्या कर सकती है।

इतनी महत्वपूर्ण रासायनिक विषमता का कारण क्या हो सकता है? उदाहरण के लिए, मेंटल की परतों में चट्टानों का दिखना जो पृथ्वी की पपड़ी से संबंधित थे और कई लाखों वर्षों में वहाँ चले गए। वैज्ञानिकों ने लंबे समय से समुद्री तल पर प्लेटों के भाग्य के बारे में तर्क दिया है जो प्रशांत महासागर और दुनिया के अन्य हिस्सों में टकराने वाले सबडक्शन क्षेत्रों में मेंटल में धकेल दिए जाते हैं। वीबो वू और जेसिका इरविंग का सुझाव है कि इन प्लेटों के अवशेष अब 660 किलोमीटर की सीमा के ऊपर या नीचे हो सकते हैं।

"कई लोग मानते हैं कि केवल भूकंपीय तरंग डेटा का उपयोग करके ग्रह की आंतरिक संरचना और पिछले 4.5 बिलियन वर्षों में इसके परिवर्तनों का अध्ययन करना काफी कठिन है। लेकिन यह मामले से बहुत दूर है! - इरविंग ने कहा - इस अध्ययन ने हमें प्राचीन टेक्टॉनिक प्लेटों के भाग्य के बारे में नई जानकारी दी है जो कई अरबों वर्षों में मैंटल में उतरी थी।

अंत में, इरविंग ने कहा, "मुझे लगता है कि भूकंप विज्ञान सबसे दिलचस्प है जब यह हमें अंतरिक्ष और समय में हमारे ग्रह की आंतरिक संरचना को समझने में मदद करता है।"

अनुवाद के लेखक से: मैं हमेशा एक लोकप्रिय विज्ञान लेख का अंग्रेजी से रूसी में अनुवाद करने की कोशिश करना चाहता था, लेकिन उम्मीद नहीं की थी जहाँ तक यह जटिल है। उन लोगों के लिए बहुत सम्मान जो नियमित रूप से और कुशलता से हैबे पर लेखों का अनुवाद करते हैं। किसी पाठ का व्यावसायिक रूप से अनुवाद करने के लिए, किसी को न केवल अंग्रेजी का ज्ञान होना चाहिए, बल्कि तीसरे पक्ष के स्रोतों का अध्ययन करके स्वयं विषय को भी समझना चाहिए। अधिक प्राकृतिक ध्वनि के लिए थोड़ा "गैग" जोड़ें, लेकिन इसे ज़्यादा मत करो ताकि लेख खराब न हो। 🙂 पढ़ने के लिए बहुत बहुत धन्यवाद

स्रोत: www.habr.com