पृथ्वी का स्थलमंडल सात बड़ी टेक्टोनिक प्लेटों और कई छोटी प्लेटों से बना है। का सिद्धांत प्लेट टेक्टोनिक्स यह वर्णन करता है कि ये प्लेटें कैसे चलती हैं, यह लगभग 50 वर्ष पुरानी है। लेकिन वास्तव में इस प्रणाली का विकास कैसे हुआ, और पृथ्वी का खोल अलग-अलग प्लेटों में कैसे विभाजित हुआ और कैसे हिलना शुरू हुआ, इस बारे में वास्तव में कभी समझ नहीं आया।
अब शोधकर्ताओं के एक समूह के पास एक संभावित स्पष्टीकरण है।
अपने शुरुआती दिनों में, पृथ्वी एक पिघली हुई गेंद थी, जो युवा, अराजक सौर मंडल में अन्य निकायों के साथ लगातार प्रभाव से गर्म रहती थी। अनिवार्य रूप से, यह ठंडा होने लगा। स्वाभाविक रूप से, पहले बाहरी को ठंडा किया जाता है, जिससे पिघले हुए मेंटल के ऊपर एक ठोस सतह बनती है। इस पर कुछ वैज्ञानिक सहमति है, यह दर्शाता है कि क्रस्ट शुरू में एक अखंड टुकड़ा था, और यह कि मेंटल आज के मेंटल से कम से कम कुछ सौ डिग्री गर्म था।
पृथ्वी की प्लेटों की इस समझ में महत्वपूर्ण प्रश्न यह है कि बाहरी प्लेटों के टूटने का क्या कारण है?
पृथ्वी की सबसे बड़ी टेक्टोनिक प्लेटों का एक ग्राफिक। इमेज क्रेडिट: मैप द्वारा: USGSDescription:स्कॉट नैश - यह फाइल टेक्टॉनिक प्लेट्स.पीएनजी, पब्लिक डोमेन, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=535201 से ली गई है।
शोधकर्ताओं की एक टीम को लगता है कि उनके पास इसका जवाब हो सकता है। उनका काम 'शीर्षक' नामक एक पेपर में प्रस्तुत किया गया है पृथ्वी के खोल को वैश्विक प्लेट नेटवर्क में तोड़ना। टीम के लिए संबंधित लेखक हांगकांग विश्वविद्यालय में अंतरिक्ष अनुसंधान के लिए पृथ्वी और ग्रह विज्ञान और प्रयोगशाला विभाग के डॉ अलेक्जेंडर वेब हैं। पहले लेखक डालियान प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय के प्रोफेसर चुनान तांग हैं। नया पेपर नेचर कम्युनिकेशंस जर्नल में प्रकाशित हुआ है।
इस काम में, शोधकर्ताओं ने गणितीय सिमुलेशन का उपयोग प्रश्न पर पहुंचने की कोशिश करने के लिए किया। शोधकर्ताओं की टीम ने प्रस्तावित किया कि पृथ्वी का खोल जमने के बाद फिर से गर्म हो गया, जिससे वह फैल गया और टूट गया। टीम द्वारा नियोजित प्रत्येक सिमुलेशन ने तनाव और विरूपण को ट्रैक किया कि विभिन्न परिदृश्यों में थर्मली-विस्तार वाले खोल से गुजरना होगा।
पृथ्वी की त्रिज्या लगभग 6371 किमी (3960 मील) है और उनके काम से पता चला है कि खोल फ्रैक्चर से पहले लगभग 1 किमी (0.62 मील) विस्तार का सामना कर सकता है। एक बार जब यह 1 किमी से आगे फैल जाता है, तो यह फ्रैक्चर होना शुरू हो जाता है, जिससे पृथ्वी के पास अब प्लेटों की व्यवस्था हो जाती है।
नए कार्य से एक मॉडल का एक स्नैपशॉट, विकास के बाद के चरणों और एक नए वैश्विक फ्रैक्चर नेटवर्क के सहसंयोजन को दर्शाता है। फ्रैक्चर काले / छाया में होते हैं, और रंग तनाव दिखाते हैं (गुलाबी रंग तन्यता तनाव को दर्शाता है, नीला रंग संपीड़ित तनाव को दर्शाता है)। छवि क्रेडिट: तांग एट अल, 2020।
उनके काम के परिणाम विवादास्पद नहीं लगते; वे स्पष्ट ध्वनि, यहां तक कि। पृथ्वी का प्रारंभिक खोल फिर से गर्म हो गया, और फिर प्लेटों की एक प्रणाली में टूट गया। लेकिन इसकी सतह पर, यह अन्य विचारों से मिलता-जुलता है जिन्हें बदनाम किया गया है। और उनमें से कुछ विचारों को चार्ल्स डार्विन के अलावा किसी और ने प्रस्तावित नहीं किया था।
इस सब सोच और शोध के पीछे विचारों का टकराव है, और यह समझने लायक है।
एक तरह से, प्लेट टेक्टोनिक्स के सिद्धांत ने प्लेटों की हमारी समझ को एकीकृत किया। लेकिन इससे पहले, पृथ्वी की गतिविधियों और महाद्वीपों और महासागरों के वितरण की व्याख्या करने के लिए कई तरह की परिकल्पनाओं का इस्तेमाल किया गया था। उदाहरण के लिए, चार्ल्स डार्विन ने भूकंप, पहाड़ों की वृद्धि और भूमि के वितरण जैसी चीजों का श्रेय पृथ्वी के विस्तार को दिया। इसकी सतह पर डार्विन के दिनों में यह प्रशंसनीय लग रहा था।
लेकिन हमारे युग में, हम जानते हैं कि यह पृथ्वी के मूल में तत्वों का रेडियोधर्मी क्षय है जो गर्मी प्रदान करता है। समय के साथ, उस क्षय के कारण उन तत्वों में से कम और कम मौजूद है, जिसका अर्थ है कि प्रक्रिया समय के साथ कम और कम गर्मी प्रदान करती है। तो क्या अधिक संभावना है: थर्मल विस्तार, या संकुचन? इस काम के पीछे की टीम थर्मल विस्तार पर ध्यान क्यों दे रही है?
उत्तर ज्वालामुखियों से संबंधित है।
हलाकाला, एक विशाल ढाल ज्वालामुखी, माउ द्वीप के पूर्वी बांध का निर्माण करता है। पृथ्वी के गहरे अतीत में, बढ़े हुए ज्वालामुखी की अवधियों ने पृथ्वी को ठंडा करने में मदद की होगी, जैसे कि विकिरण से निकलने वाली भाप। क्रेडिट: नेशनल ज्योग्राफिक/कैथी रॉबर्ट्स
'उत्तर प्रमुख गर्मी-हानि तंत्र पर विचार करने में निहित है जो पृथ्वी की प्रारंभिक अवधि के दौरान हो सकता था,' डॉ वेब ने एक में कहा प्रेस विज्ञप्ति . 'अगर ज्वालामुखीय संवहन, गर्म सामग्री को गहराई से सतह तक ले जाना, प्रारंभिक गर्मी-नुकसान का प्रमुख तरीका था, जो सब कुछ बदल देता है।'
डॉ. वेब और उनके सहयोगियों के पहले के शोध से पता चला है कि पर्याप्त ज्वालामुखी गतिविधि पृथ्वी के खोल पर शीतलन प्रभाव पैदा कर सकती है, जैसे कि एक रेडिएटर भाप को उड़ा रहा है। जैसे ही पिघला हुआ चट्टान ज्वालामुखी क्रिया के माध्यम से सतह पर आया, यह अंततः ठंडा हो जाएगा और फिर से डूब जाएगा। जैसे ही यह डूबा, इसने पृथ्वी के प्रारंभिक स्थलमंडल को ठंडा कर दिया। और चूंकि पृथ्वी के लिए समग्र प्रक्षेपवक्र शीतलन में से एक था, रेडियोधर्मी क्षय और ज्वालामुखी के कारण गर्मी उत्पादन दोनों में कमी आएगी।
अध्ययन से यह आंकड़ा फ्रैक्चरिंग की वैश्विक प्रणाली के विकास को दर्शाता है। छह सचित्र ग्लोब का शीर्ष पैनल समय के साथ तनाव परिमाण के वैश्विक वितरण को दर्शाता है, जिसमें नकारात्मक मान तन्यता तनाव दिखाते हैं, और सकारात्मक मान संपीड़ित तनाव दिखाते हैं। छह ग्लोब का निचला पैनल संबंधित विस्थापन को दर्शाता है। अधिक विवरण के लिए, अध्ययन पर जाएँ। छवि क्रेडिट: तांग एट अल, 2020।
उस समय, ठंड का डूबना स्थलमंडल धीमा भी होता।
फिर कुछ और होता है। चूँकि स्थलमंडल ठंडा और अधिक ठोस होता है, इसलिए यह अपने नीचे के क्रोड से संवहनशील ऊष्मा को फँसा लेता है। उस गर्मी ने लिथोस्फीयर को फिर से विस्तार करना शुरू कर दिया होगा, और क्रैकिंग होगी। प्रेस्टो। इससे पहले कि हम इसे जानें, हमारे पास टेक्टोनिक प्लेट्स हैं।
अध्ययन से यह आंकड़ा विभिन्न मोटाई वाले गोले में समय के साथ फ्रैक्चर के विकास को दर्शाता है। टीम ने केवल 20 किमी से लेकर 200 किमी तक की मोटाई वाले गोले बनाए। छवि क्रेडिट: तांग एट अल, 2020।
क्या शोधकर्ताओं ने इसका पता लगा लिया है?
अपने पेपर के निष्कर्ष में वे लिखते हैं कि 'हमारे गोलाकार खोल मॉडल दिखाते हैं कि कैसे एक टेक्टोनिक प्लेट सिस्टम उथली प्रक्रियाओं से विकसित हो सकता है।' वे यह भी लिखते हैं कि '... प्लेट टेक्टोनिक्स की शुरुआत के लिए आवश्यक है कि रेडियल विस्तार इतना बड़ा हो कि वह क्षैतिज तनाव उत्पन्न कर सके जो आर्कियन में किसी स्तर पर लिथोस्फीयर की ताकत पर काबू पा सके।'
कौन जानता है कि पृथ्वी के प्लेट टेक्टोनिक्स की शुरुआत पर यह अंतिम शब्द होगा। लेकिन किसी भी मामले में, ये परिणाम बहुत पेचीदा हैं।
वेब और उनके सहयोगियों के लिए, वे काम करना जारी रखेंगे। वे पृथ्वी की भूवैज्ञानिक प्रक्रियाओं की व्याख्या करने के लिए सिद्धांतों को विकसित करना जारी रखना चाहते हैं।
'एक साथ,' जैसा कि प्रेस विज्ञप्ति में कहा गया है, 'ये अध्ययन पृथ्वी और ग्रह विज्ञान के सबसे बड़े शेष रहस्यों में से एक को दूर करते हैं: पृथ्वी पिघली हुई गेंद से हमारे प्लेट टेक्टोनिक ग्रह पर कैसे और क्यों गई?
वास्तव में कैसे।