পৃথিবীর মূলে কী আছে?

(ড্যান ট্রাই) - পৃথিবীর কঠিন কেন্দ্র কেবল লোহা দিয়ে তৈরি নয়, এতে কার্বন, অক্সিজেন এবং সিলিকনও রয়েছে। এই আবিষ্কার শতাব্দী প্রাচীন রহস্যের সমাধান উন্মোচন করে যে মূলটি কীভাবে জীবনকে রক্ষা করে এমন চৌম্বক ক্ষেত্র গঠন করে এবং বজায় রাখে।

পৃথিবীর মূল অংশটি কেবল লোহা দিয়ে তৈরি নাও হতে পারে, তবে মনে হচ্ছে এতে কার্বনও রয়েছে। নতুন গবেষণায় দেখা গেছে যে এতে অক্সিজেন এবং সিলিকনও রয়েছে (ছবি: গেটি ইমেজেস)।

পৃথিবীর কেন্দ্রে অবস্থিত লৌহ সমৃদ্ধ কোর গ্রহের বিবর্তনে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। এটি কেবল চৌম্বক ক্ষেত্রকেই শক্তি দেয় না - যে ঢালটি বায়ুমণ্ডল এবং মহাসাগরগুলিকে সৌর বিকিরণ থেকে রক্ষা করে - বরং প্লেট টেকটোনিক্সকেও চালিত করে, যা ক্রমাগত মহাদেশগুলিকে পুনর্গঠন করে।

এর গুরুত্ব সত্ত্বেও, কেন্দ্রের অনেক মৌলিক বৈশিষ্ট্য রহস্য হিসেবে রয়ে গেছে: এটি কতটা গরম, এটি কী দিয়ে তৈরি এবং কখন এটি বরফে পরিণত হতে শুরু করে? সাম্প্রতিক একটি আবিষ্কার বিজ্ঞানীদের তিনটি প্রশ্নের উত্তর দেওয়ার কাছাকাছি নিয়ে এসেছে।

অভ্যন্তরীণ কেন্দ্রের তাপমাত্রা প্রায় ৫,০০০ কেলভিন (৪,৭২৭° সেলসিয়াস) বলে অনুমান করা হয়। প্রাথমিকভাবে তরল অবস্থায় থাকা এই কেন্দ্র সময়ের সাথে সাথে শীতল হয়, এর কঠিন অভ্যন্তর স্ফটিকায়িত হয় এবং বাইরের দিকে প্রসারিত হয়। এই তাপ নির্গত হওয়ার ফলে প্লেট টেকটোনিক স্রোত তৈরি হয়।

পৃথিবীর চৌম্বক ক্ষেত্রের উৎসও হলো শীতলতা। আজকের চৌম্বকীয় শক্তির বেশিরভাগই তরল বাইরের কেন্দ্রের জমাট বাঁধার মাধ্যমে বজায় থাকে, যা কঠিন কেন্দ্রীয় কেন্দ্রকে শক্তি প্রদান করে।

তবে, সরাসরি প্রবেশাধিকার না থাকলে, বিজ্ঞানীরা মূলের শীতলকরণ প্রক্রিয়া এবং বৈশিষ্ট্যগুলি বোঝার জন্য অনুমানের উপর নির্ভর করতে বাধ্য হন। এটি স্পষ্ট করার জন্য, সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ বিষয় হল এর গলে যাওয়ার তাপমাত্রা নির্ধারণ করা।

ভূমিকম্প তরঙ্গের অধ্যয়ন - ভূমিকম্পবিদ্যার জন্য ধন্যবাদ, আমরা জানি কঠিন এবং তরল কোরের মধ্যে সীমানা ঠিক কোথায়। এই সীমানার তাপমাত্রাও গলনাঙ্ক, যে বিন্দু থেকে জমাট বাঁধা শুরু হয়।

অতএব, যদি গলে যাওয়ার তাপমাত্রা সঠিকভাবে নির্ধারণ করা যায়, তাহলে মানুষ মূলের প্রকৃত তাপমাত্রা এবং এর ভিতরের রাসায়নিক গঠন সম্পর্কে আরও ভালোভাবে বুঝতে পারবে।

রহস্যময় রসায়ন

পৃথিবীর কেন্দ্রের গঠন বোঝার দুটি প্রধান পদ্ধতি রয়েছে: উল্কাপিণ্ড অধ্যয়ন এবং ভূমিকম্পের তথ্য বিশ্লেষণ।

উল্কাপিণ্ডগুলিকে এমন গ্রহের "অবশিষ্টাংশ" হিসাবে বিবেচনা করা হয় যা এখনও গঠিত হয়নি বা ধ্বংসপ্রাপ্ত গ্রহের কেন্দ্র থেকে খণ্ডিত হয়েছে। তাদের রাসায়নিক গঠন থেকে বোঝা যায় যে পৃথিবীর মূল মূলত লোহা এবং নিকেল দিয়ে গঠিত, সম্ভবত কয়েক শতাংশ সিলিকন বা সালফারের সাথে মিশ্রিত। তবে, এই তথ্যগুলি কেবল প্রাথমিক এবং চূড়ান্ত হওয়ার জন্য যথেষ্ট বিশদ নয়।

অন্যদিকে, ভূকম্পবিদ্যা আরও বিস্তারিত ধারণা প্রদান করে। ভূমিকম্প থেকে উদ্ভূত ভূকম্পীয় তরঙ্গ পৃথিবীর মধ্য দিয়ে বিভিন্ন গতিতে ভ্রমণ করে, যা তারা কোন পদার্থের মধ্য দিয়ে যায় তার উপর নির্ভর করে। পরিমাপক স্টেশনগুলিতে তরঙ্গের আগমনের সময়কে খনিজ ও ধাতুর ভ্রমণের গতির পরীক্ষামূলক ফলাফলের সাথে তুলনা করে, বিজ্ঞানীরা গ্রহের অভ্যন্তরের মডেল তৈরি করতে পারেন।

ফলাফলগুলি দেখিয়েছে যে পৃথিবীর মূল বিশুদ্ধ লোহার চেয়ে প্রায় ১০% হালকা। বিশেষ করে, তরল বাইরের মূলটি কঠিন অভ্যন্তরীণ মূলের চেয়ে ঘন - একটি বিরোধ যা কেবল কিছু ক্ষুদ্র উপাদানের উপস্থিতি দ্বারা ব্যাখ্যা করা যেতে পারে।

কিন্তু সম্ভাব্য রচনাগুলির পরিসর সংকুচিত হওয়া সত্ত্বেও, ধাঁধাটি অমীমাংসিত রয়ে গেছে। বিভিন্ন পরিস্থিতিতে গলনের তাপমাত্রা শত শত ডিগ্রি সেলসিয়াস পরিবর্তিত হয়, যার ফলে সঠিক মূল বৈশিষ্ট্যগুলি চিহ্নিত করা কঠিন হয়ে পড়ে।

একটি নতুন বিধিনিষেধ

নতুন গবেষণায়, বিজ্ঞানীরা পৃথিবীর কেন্দ্র কীভাবে জমাট বাঁধতে শুরু করেছিল তা বোঝার জন্য খনিজ পদার্থবিদ্যা ব্যবহার করেছেন - আবহাওয়াবিদ্যা এবং ভূমিকম্পবিদ্যা উভয়ের চেয়ে এটি আরও নির্দিষ্ট পদ্ধতি।

সিমুলেশনগুলি দেখায় যে তরল ধাতুর পরমাণুগুলি যখন কঠিন পদার্থে স্ফটিক হয়ে যায়, তখন প্রতিটি সংকর ধাতুর জন্য আলাদা স্তরের "সুপারকুলিং" বা তার গলনাঙ্কের নীচে নামানোর প্রয়োজন হয়। প্রক্রিয়াটি যত তীব্র হবে, তরলটি জমে যাওয়ার সম্ভাবনা তত বেশি।

উদাহরণস্বরূপ, ফ্রিজারে পানি জমাট বাঁধার আগে কয়েক ঘন্টা ধরে -৫° সেলসিয়াসে সুপারকুল করা যেতে পারে, যেখানে মেঘের মধ্যে জলের ফোঁটা -৩০° সেলসিয়াসে মাত্র কয়েক মিনিট পরে শিলাবৃষ্টিতে পরিণত হতে পারে।

গণনা থেকে জানা যায় যে, কোরের সর্বোচ্চ সুপারকুলিং তার গলনাঙ্কের প্রায় ৪২০° সেলসিয়াস নিচে। যদি এটি অতিক্রম করা হত, তাহলে ভূকম্পের তথ্যের তুলনায় ভেতরের কোরটি অস্বাভাবিকভাবে বড় হত। এদিকে, বিশুদ্ধ লোহার স্ফটিকীকরণের জন্য ১,০০০° সেলসিয়াস তাপমাত্রার প্রয়োজন হত, যা অসম্ভব কারণ পুরো কোরটিই শক্ত হয়ে যেত।

সিলিকন বা সালফার যোগ করলেও কোনও লাভ হয় না, এমনকি কোরটিকে আরও ঠান্ডা করতে পারে।

কার্বন বিবেচনা করলেই কেবল ছবিটি অর্থবহ হয়। যদি মূল ভরের ২.৪% কার্বন হয়, তাহলে অভ্যন্তরীণ মূলকে জমাট বাঁধতে প্রায় ৪২০° সেলসিয়াস তাপমাত্রা লাগবে; ৩.৮% কার্বন থাকলে, তা ২৬৬° সেলসিয়াসে নেমে আসবে। এটি অনেক বেশি সম্ভাব্য চিত্র। এটিই প্রথম প্রমাণ যে কার্বন মূল স্ফটিকীকরণে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে।

তবে, মূলটি কেবল লোহা এবং কার্বন দিয়ে তৈরি হতে পারে না, কারণ ভূকম্পের তথ্যের জন্য কমপক্ষে আরও একটি উপাদানের প্রয়োজন হয়। গবেষণায় দেখা গেছে যে মূলটিতে অক্সিজেন এমনকি সিলিকনও থাকতে পারে।

সূত্র: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/loi-trai-dat-chua-dung-nhung-gi-20250923025913011.htm