पृथ्वी के कोर में क्या है?

(डैन ट्राई) - पृथ्वी का ठोस कोर न केवल लोहे से बना है, बल्कि इसमें कार्बन, ऑक्सीजन और सिलिकॉन भी हैं। इस खोज से सदियों पुराने इस रहस्य का समाधान निकलता है कि यह कोर जीवन की रक्षा करने वाले चुंबकीय क्षेत्र का निर्माण और रखरखाव कैसे करता है।

पृथ्वी का कोर सिर्फ़ लोहे से ही नहीं बना है, बल्कि ऐसा लगता है कि इसमें कार्बन भी मौजूद है। नए शोध में पाया गया है कि इसमें ऑक्सीजन और सिलिकॉन भी मौजूद हैं (फोटो: गेटी इमेजेज़)।

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 – वह कवच जो वायुमंडल और महासागरों को सौर विकिरण से बचाता है – बल्कि प्लेट टेक्टोनिक्स को भी संचालित करता है, जिससे महाद्वीपों का निरंतर आकार बदलता रहता है।

इसके महत्व के बावजूद, इसके कई मूलभूत गुण अभी भी रहस्य बने हुए हैं: यह कितना गर्म है, यह किससे बना है, और यह कब जमना शुरू हुआ? एक हालिया खोज वैज्ञानिकों को इन तीनों सवालों के जवाब देने के करीब ले आई है।

आंतरिक कोर का तापमान लगभग 5,000 केल्विन (4,727°C) होने का अनुमान है। शुरुआत में तरल अवस्था में रहने वाला यह कोर समय के साथ ठंडा होता जाता है, जिससे इसका ठोस आंतरिक भाग क्रिस्टलीकृत हो जाता है और बाहर की ओर फैलता है। इस ऊष्मा के निकलने से प्लेट टेक्टोनिक धाराएँ उत्पन्न होती हैं।

यह शीतलन पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र का भी स्रोत है। आज चुंबकीय ऊर्जा का अधिकांश भाग तरल बाहरी कोर के जमने से बना रहता है, जो ठोस केंद्रीय कोर को शक्ति प्रदान करता है।

हालाँकि, सीधी पहुँच के बिना, वैज्ञानिकों को कोर के शीतलन तंत्र और गुणों को समझने के लिए अनुमानों पर निर्भर रहना पड़ता है। इसे स्पष्ट करने के लिए, सबसे महत्वपूर्ण कारक इसके गलनांक का निर्धारण है।

भूकंप विज्ञान – भूकंप तरंगों के अध्ययन – की बदौलत हम ठोस और तरल कोर के बीच की सीमा को ठीक-ठीक जानते हैं। इस सीमा पर तापमान गलनांक भी होता है, वह बिंदु जहाँ से बर्फ जमना शुरू होती है।

इसलिए, यदि पिघलने के तापमान को सटीक रूप से निर्धारित किया जा सके, तो लोगों को कोर के वास्तविक तापमान और उसके अंदर की रासायनिक संरचना के बारे में बेहतर समझ होगी।

रहस्यमय रसायन विज्ञान

पृथ्वी के कोर की संरचना को समझने के लिए दो मुख्य दृष्टिकोण हैं: उल्कापिंडों का अध्ययन और भूकंपीय आंकड़ों का विश्लेषण।

उल्कापिंडों को उन ग्रहों के "अवशेष" माना जाता है जो अभी तक नहीं बने हैं या नष्ट हुए ग्रहों के कोर के टुकड़े माने जाते हैं। उनकी रासायनिक संरचना से पता चलता है कि पृथ्वी का कोर मुख्य रूप से लोहे और निकल से बना है, संभवतः कुछ प्रतिशत सिलिकॉन या सल्फर के साथ मिश्रित। हालाँकि, ये आँकड़े केवल प्रारंभिक हैं और निश्चित रूप से पर्याप्त विस्तृत नहीं हैं।

दूसरी ओर, भूकंप विज्ञान कहीं अधिक विस्तृत दृष्टिकोण प्रस्तुत करता है। भूकंप से उत्पन्न भूकंपीय तरंगें पृथ्वी से होकर अलग-अलग गति से गुजरती हैं, जो उस पदार्थ पर निर्भर करती है जिससे होकर वे गुजरती हैं। मापक केंद्रों पर तरंगों के आगमन के समय की तुलना खनिजों और धातुओं में यात्रा की गति के प्रायोगिक परिणामों से करके, वैज्ञानिक ग्रह के आंतरिक भाग के मॉडल बना सकते हैं।

परिणामों से पता चला कि पृथ्वी का कोर शुद्ध लोहे से लगभग 10% हल्का है। विशेष रूप से, तरल बाहरी कोर ठोस आंतरिक कोर की तुलना में अधिक सघन है - एक विरोधाभास जिसे केवल कुछ सूक्ष्म तत्वों की उपस्थिति से ही समझाया जा सकता है।

लेकिन संभावित संरचनाओं की सीमा कम होने के बावजूद, पहेली अभी भी अनसुलझी है। अलग-अलग परिदृश्यों में पिघलने के तापमान में सैकड़ों डिग्री सेल्सियस का अंतर होता है, जिससे कोर के सटीक गुणों का पता लगाना मुश्किल हो जाता है।

एक नया प्रतिबंध

नए अध्ययन में, वैज्ञानिकों ने यह समझने के लिए खनिज भौतिकी का उपयोग किया कि पृथ्वी का कोर कैसे जमना शुरू हुआ - जो मौसम विज्ञान और भूकंप विज्ञान दोनों की तुलना में अधिक विशिष्ट दृष्टिकोण है।

सिमुलेशन से पता चलता है कि जैसे-जैसे किसी द्रव धातु के परमाणु ठोस रूप में क्रिस्टलीकृत होते हैं, प्रत्येक मिश्रधातु को "सुपरकूलिंग" के एक अलग स्तर की आवश्यकता होती है, यानी उसके गलनांक से नीचे जाने की। प्रक्रिया जितनी तीव्र होगी, द्रव के जमने की संभावना उतनी ही अधिक होगी।

उदाहरण के लिए, फ्रीजर में पानी को जमने से पहले घंटों तक -5°C तक ठंडा किया जा सकता है, जबकि बादलों में पानी की बूंदें -30°C पर कुछ ही मिनटों के बाद ओलों में बदल सकती हैं।

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

सिलिकॉन या सल्फर मिलाने से भी कोई मदद नहीं मिलती, बल्कि इससे कोर और भी अधिक ठंडा हो सकता है।

कार्बन पर विचार करने पर ही यह तस्वीर समझ में आती है। यदि कोर द्रव्यमान का 2.4% कार्बन है, तो आंतरिक कोर को जमने में लगभग 420°C लगेगा; 3.8% कार्बन के साथ, यह तापमान 266°C तक गिर जाता है। यह एक अधिक विश्वसनीय आँकड़ा है। यह पहला प्रमाण है कि कार्बन कोर क्रिस्टलीकरण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।

हालाँकि, कोर केवल लोहे और कार्बन से नहीं बना हो सकता, क्योंकि भूकंपीय आँकड़ों के लिए कम से कम एक अन्य तत्व की आवश्यकता होती है। शोध बताते हैं कि कोर में ऑक्सीजन और यहाँ तक कि सिलिकॉन भी हो सकता है।

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