पृथ्वी के कोर में क्या-क्या मौजूद है?

(डैन ट्राई अखबार) - पृथ्वी का ठोस कोर न केवल लोहे से बना है, बल्कि इसमें कार्बन, ऑक्सीजन और सिलिकॉन भी मौजूद हैं। इस खोज से सदियों पुराने उन रहस्यों को सुलझाने का रास्ता खुल गया है कि कोर का निर्माण कैसे होता है और यह अपने चुंबकीय क्षेत्र को कैसे बनाए रखता है जो जीवन की रक्षा करता है।

पृथ्वी का आंतरिक भाग केवल लोहे का ही नहीं हो सकता; ऐसा प्रतीत होता है कि इसमें कार्बन भी मौजूद है। नए शोध में पाया गया है कि इसमें ऑक्सीजन और सिलिकॉन भी शामिल हैं (फोटो: गेटी इमेजेस)।

पृथ्वी के केंद्र में स्थित लौह-समृद्ध कोर ग्रह के विकास में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। यह न केवल चुंबकीय क्षेत्र को शक्ति प्रदान करता है - जो वायुमंडल और महासागरों को सौर विकिरण से बचाने वाली ढाल का काम करता है - बल्कि प्लेट विवर्तनिकी को भी संचालित करता है, जिससे महाद्वीप लगातार नए आकार लेते रहते हैं।

इसके महत्व के बावजूद, पृथ्वी के केंद्र के कई मूलभूत गुण अभी भी रहस्य बने हुए हैं: यह वास्तव में कितना गर्म है, यह किस चीज से बना है, और यह कब जमना शुरू होता है? हाल ही में हुई एक खोज ने वैज्ञानिकों को इन तीनों सवालों के जवाब खोजने के करीब ला दिया है।

आंतरिक कोर का तापमान लगभग 5,000 केल्विन (4,727 डिग्री सेल्सियस) होने का अनुमान है। आरंभ में तरल अवस्था में स्थित यह कोर समय के साथ धीरे-धीरे ठंडा होता जाता है, ठोस रूप में परिवर्तित होता है और बाहर की ओर फैलता है। इस ऊष्मा उत्सर्जन से विवर्तनिक प्लेटों का प्रवाह होता है।

शीतलन पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र का भी स्रोत है। आज की अधिकांश चुंबकीय ऊर्जा तरल बाहरी कोर के जमने से बनी रहती है, जो इसके केंद्र में स्थित ठोस कोर को शक्ति प्रदान करती है।

हालांकि, प्रत्यक्ष पहुंच असंभव होने के कारण, वैज्ञानिकों को कोर की शीतलन प्रक्रियाओं और गुणों को समझने के लिए अनुमानों पर निर्भर रहना पड़ता है। इसे स्पष्ट करने के लिए, सबसे महत्वपूर्ण कारक इसका गलनांक निर्धारित करना है।

भूकंप तरंगों का अध्ययन करने वाले विज्ञान, भूकंप विज्ञान की बदौलत, हम ठीक-ठीक जानते हैं कि ठोस और तरल कोर के बीच की सीमा कहाँ स्थित है। इस सीमा पर तापमान ही गलनांक होता है, जो जमने का प्रारंभिक बिंदु है।

इसलिए, यदि गलनांक को सटीक रूप से निर्धारित किया जा सके, तो मनुष्य को कोर के वास्तविक तापमान और उसकी आंतरिक रासायनिक संरचना की बेहतर समझ प्राप्त होगी।

रहस्यमय रसायन विज्ञान

पृथ्वी के कोर की संरचना को समझने के दो मुख्य तरीके हैं: उल्कापिंडों का अध्ययन करना और भूकंपीय डेटा का विश्लेषण करना।

उल्कापिंडों को उन ग्रहों के अवशेष माना जाता है जो अभी बने नहीं थे या उन ग्रहों के कोर के टुकड़े जो पहले ही नष्ट हो चुके थे। इनकी रासायनिक संरचना से पता चलता है कि पृथ्वी का कोर मुख्य रूप से लोहा और निकल से बना है, संभवतः इसमें कुछ प्रतिशत सिलिकॉन या सल्फर भी है। हालांकि, यह डेटा केवल प्रारंभिक है और किसी भी बात की निश्चित रूप से पुष्टि करने के लिए पर्याप्त विस्तृत नहीं है।

इस बीच, भूकंप विज्ञान एक अधिक ठोस दृष्टिकोण प्रदान करता है। भूकंप से उत्पन्न भूकंपीय तरंगें पृथ्वी से गुजरते समय, जिस पदार्थ से वे गुजरती हैं, उसके प्रकार के आधार पर अपनी गति बदलती हैं। निगरानी केंद्रों तक तरंगों को पहुंचने में लगने वाले समय की तुलना खनिजों और धातुओं में संचरण गति पर प्रायोगिक परिणामों से करके, वैज्ञानिक ग्रह की आंतरिक संरचना के मॉडल तैयार कर सकते हैं।

परिणामों से पता चलता है कि पृथ्वी का आंतरिक भाग शुद्ध लोहे से लगभग 10% हल्का है। विशेष रूप से, बाहरी कोर, जो तरल अवस्था में है, आंतरिक कोर से अधिक सघन है, एक ऐसा विरोधाभास जिसे केवल कुछ बाहरी तत्वों की उपस्थिति से ही समझाया जा सकता है।

हालांकि, संभावित संरचना को सीमित करने के बाद भी, समस्या अनसुलझी बनी हुई है। विभिन्न परिदृश्यों में गलनांक तापमान में सैकड़ों डिग्री सेल्सियस का अंतर होता है, जिससे कोर के गुणों का सटीक निर्धारण एक चुनौती बन जाता है।

एक नया प्रतिबंध

नए शोध में, वैज्ञानिकों ने खनिज विज्ञान का उपयोग करके यह समझने की कोशिश की कि पृथ्वी का कोर कैसे जमना शुरू हुआ - यह मौसम विज्ञान और भूकंप विज्ञान दोनों की तुलना में अधिक विशिष्ट दृष्टिकोण है।

सिमुलेशन से पता चलता है कि जब तरल धातु में परमाणु ठोस में क्रिस्टलीकृत होते हैं, तो प्रत्येक मिश्र धातु को अलग-अलग स्तर की "अतिशीर्णता" की आवश्यकता होती है, यानी उसके गलनांक से नीचे तापमान तक ठंडा करना। यह प्रक्रिया जितनी तीव्र होगी, तरल उतना ही आसानी से जम जाएगा।

उदाहरण के लिए, फ्रीजर में रखा पानी जमने से पहले घंटों तक -5°C पर अत्यधिक ठंडा रह सकता है, जबकि बादल में पानी की एक बूंद -30°C पर कुछ ही मिनटों में ओलों में बदल जाती है।

गणनाओं से पता चलता है कि कोर का अधिकतम अतिशीतलन तापमान उसके गलनांक से लगभग 420°C कम है। यदि यह तापमान पार हो जाता है, तो भूकंपीय आंकड़ों की तुलना में आंतरिक कोर असामान्य रूप से बड़ा होगा। वहीं, शुद्ध लोहे को क्रिस्टलीकृत होने के लिए 1,000°C तापमान की आवश्यकता होती है, जो असंभव है, क्योंकि तब तक पूरा कोर जम चुका होगा।

सिलिकॉन या सल्फर मिलाने से कोई फायदा नहीं होता; इसके लिए कोर को और भी अधिक ठंडा करने की आवश्यकता हो सकती है।

कार्बन को ध्यान में रखने पर ही यह तस्वीर समझ में आती है। यदि कोर के द्रव्यमान का 2.4% कार्बन है, तो आंतरिक कोर को जमने के लिए लगभग 420°C तापमान की आवश्यकता होती है; 3.8% कार्बन होने पर यह तापमान घटकर 266°C हो जाता है। यह एक अधिक तर्कसंगत आंकड़ा है। यह पहला प्रमाण है जो दर्शाता है कि कोर के क्रिस्टलीकरण की प्रक्रिया में कार्बन एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।

हालांकि, यह संभव नहीं है कि कोर में केवल लोहा और कार्बन ही हों, क्योंकि भूकंपीय आंकड़ों से कम से कम एक अन्य तत्व की उपस्थिति का संकेत मिलता है। शोध से यह संभावना भी सामने आती है कि कोर में ऑक्सीजन या सिलिकॉन भी हो सकता है।

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