पृथ्वी की आंतरिक संरचना: परतें और विशेषताएँ

पृथ्वी की सतह के नीचे का भाग प्रत्यक्ष रूप से बहुत कम खोजा जा सका है, इसलिए उसकी बनावट का ज्ञान मुख्यतः भूकंपीय तरंगों और अन्य अप्रत्यक्ष प्रमाणों से मिलता है।
पृथ्वी को रासायनिक संरचना के आधार पर भूपर्पटी, मैंटल और क्रोड में बाँटा जाता है।
भौतिक गुणों के आधार पर इसे स्थलमंडल, दुर्बलतामंडल, मध्यवर्ती मैंटल, बाह्य क्रोड और आंतरिक क्रोड में समझा जाता है।
इन परतों की गहराई, अवस्था और संरचना से भूकंप, ज्वालामुखी तथा पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र जैसी घटनाओं को समझने में मदद मिलती है।

पृथ्वी के आंतरिक भाग का अध्ययन

पृथ्वी की औसत त्रिज्या लगभग 6,371 किलोमीटर है, लेकिन मनुष्य ने इसकी तुलना में बहुत कम गहराई तक ही प्रत्यक्ष खुदाई की है। रूस की कोला अति-गहरी वेधक परियोजना लगभग 12.3 किलोमीटर की गहराई तक पहुँची थी। अतः पृथ्वी के गहरे आंतरिक भागों के बारे में जानकारी मुख्यतः अप्रत्यक्ष प्रमाणों से प्राप्त होती है।

सबसे उपयोगी प्रमाण भूकंप से उत्पन्न भूकंपीय तरंगें हैं। प्राथमिक तरंगें (P-तरंगें) ठोस और द्रव दोनों माध्यमों से गुजर सकती हैं, जबकि द्वितीयक तरंगें (S-तरंगें) केवल ठोस माध्यम से गुजरती हैं। अलग-अलग परतों में तरंगों की गति और दिशा बदलती है। इन बदलावों और तरंगों के न पहुँचने वाले क्षेत्रों का अध्ययन करके वैज्ञानिकों ने पृथ्वी की आंतरिक परतों का अनुमान लगाया है।

अन्य प्रमाणों में गुरुत्वाकर्षण और घनत्व का अध्ययन, पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र, ज्वालामुखियों से निकला पदार्थ तथा उल्कापिंडों की संरचना शामिल हैं। पृथ्वी के भीतर जाते हुए सामान्यतः तापमान, दाब और घनत्व बढ़ते हैं।

रासायनिक संरचना के आधार पर परतें

भूपर्पटी

भूपर्पटी पृथ्वी की सबसे बाहरी और सबसे पतली ठोस परत है। महाद्वीपीय भूपर्पटी सामान्यतः लगभग 30–70 किलोमीटर मोटी होती है, जबकि महासागरीय भूपर्पटी लगभग 5–10 किलोमीटर मोटी होती है। इसकी मोटाई हर स्थान पर समान नहीं है। महाद्वीपीय भूपर्पटी अपेक्षाकृत हल्की और मुख्यतः ग्रेनाइट-सदृश चट्टानों से बनी होती है। महासागरीय भूपर्पटी अधिक घनी होती है और इसमें बेसाल्ट तथा गैब्रो जैसी चट्टानें प्रमुख हैं।

भूपर्पटी और उसके नीचे के मैंटल के बीच की सीमा को मोहोरोविचिक असांतत्य या संक्षेप में मोहो कहा जाता है। भूकंपीय तरंगों की गति में अचानक बदलाव से इस सीमा की पहचान की गई। यह सीमा महाद्वीपों के नीचे अधिक गहरी और महासागरों के नीचे अपेक्षाकृत उथली होती है।

मैंटल

मैंटल मोहो के नीचे से लगभग 2,900 किलोमीटर की गहराई तक फैला है। यह पृथ्वी के आयतन का सबसे बड़ा हिस्सा है। मैंटल को केवल द्रव परत समझना गलत है: इसका अधिकांश भाग ठोस है, लेकिन अत्यधिक ताप और दाब के कारण इसकी चट्टानें भूवैज्ञानिक समयमान पर धीरे-धीरे बह या विकृत हो सकती हैं। इसमें मैग्नीशियम और लौह से भरपूर सिलिकेट खनिज पाए जाते हैं।

मैंटल में ताप के कारण होने वाली धीमी संवहन धाराएँ प्लेट विवर्तनिकी को चलाने वाली प्रक्रियाओं में योगदान देती हैं। ऊपर उठता गर्म पदार्थ और नीचे जाता ठंडा पदार्थ लंबे समय में पदार्थ तथा ऊर्जा का स्थानांतरण करते हैं। इन्हीं प्रक्रियाओं का संबंध ज्वालामुखीय गतिविधि, पर्वत-निर्माण और प्लेटों की गति से है।

मैंटल और क्रोड के बीच लगभग 2,900 किलोमीटर की गहराई पर मैंटल-क्रोड सीमा है। इसे गुटेनबर्ग असांतत्य कहते हैं। इस सीमा पर S-तरंगें आगे नहीं गुजरतीं, जो नीचे मौजूद द्रव बाह्य क्रोड का महत्वपूर्ण संकेत है।

क्रोड

क्रोड पृथ्वी का केंद्रीय भाग है और इसकी शुरुआत लगभग 2,900 किलोमीटर की गहराई पर होती है। इसका मुख्य संघटन लौह और निकेल माना जाता है। क्रोड के दो भाग हैं—बाह्य क्रोड और आंतरिक क्रोड। लगभग 2,900 से 5,150 किलोमीटर की गहराई तक बाह्य क्रोड द्रव अवस्था में है। लगभग 5,150 किलोमीटर से पृथ्वी के केंद्र तक आंतरिक क्रोड है, जो अत्यधिक दाब के कारण ठोस माना जाता है।

द्रव बाह्य क्रोड में लौह-समृद्ध पदार्थ की गति से पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के निर्माण और उसके बने रहने में मदद मिलती है। इसे भू-गतिशीलता की प्रक्रिया (जियोडायनेमो) कहा जाता है। बाह्य और आंतरिक क्रोड की सीमा को आंतरिक क्रोड सीमा या लेहमैन असांतत्य कहा जाता है।

भौतिक गुणों के आधार पर परतें

रासायनिक वर्गीकरण और भौतिक वर्गीकरण को एक-दूसरे से अलग समझना चाहिए। रासायनिक वर्गीकरण यह बताता है कि परतों में किस प्रकार के पदार्थ हैं; भौतिक वर्गीकरण उनकी कठोरता, प्रवाहशीलता और अवस्था पर केंद्रित है।

• स्थलमंडल: इसमें भूपर्पटी और मैंटल का सबसे ऊपरी कठोर भाग शामिल है। यह कई विवर्तनिक प्लेटों में विभाजित है। महासागरीय स्थलमंडल सामान्यतः महाद्वीपीय स्थलमंडल से पतला होता है।
• दुर्बलतामंडल: स्थलमंडल के नीचे ऊपरी मैंटल का अपेक्षाकृत कमजोर और अधिक आसानी से विकृत होने वाला भाग है। यह पूरी तरह द्रव नहीं है, लेकिन लंबे समय में इसमें चट्टानी पदार्थ का धीमा प्रवाह संभव है। स्थलमंडलीय प्लेटें इसके ऊपर गति करती हैं।
• मध्यवर्ती मैंटल: इसे सामान्यतः निचले मैंटल से जोड़ा जाता है। यह लगभग 660 किलोमीटर की गहराई से लेकर लगभग 2,900 किलोमीटर की मैंटल-क्रोड सीमा तक फैला माना जाता है। बढ़ते दाब के कारण यहाँ खनिजों के गुण बदलते हैं, पर परत ठोस रहती है।
• बाह्य क्रोड: यह द्रव परत है। S-तरंगों का इसमें से न गुजरना इसकी द्रव अवस्था के पक्ष में प्रमुख प्रमाण है।
• आंतरिक क्रोड: यह ठोस केंद्रीय भाग है। इसका ठोस होना मुख्यतः अत्यधिक दाब के प्रभाव से समझाया जाता है।

भूकंपीय छाया क्षेत्र और प्रमुख असांतत्य

जब भूकंप से निकली तरंगें अलग-अलग घनत्व और संरचना वाली परतों की सीमा से गुजरती हैं, तो उनकी गति और दिशा बदल सकती है। पृथ्वी के दूसरी ओर कुछ क्षेत्रों में प्रत्यक्ष P-तरंगें नहीं मिलतीं; इसे P-तरंग छाया क्षेत्र कहते हैं। लगभग 103° से 142° के बीच का कोणीय क्षेत्र P-तरंगों के छाया क्षेत्र के रूप में पढ़ाया जाता है। S-तरंगें द्रव बाह्य क्रोड से नहीं गुजरतीं, इसलिए लगभग 103° से आगे उनका प्रत्यक्ष छाया क्षेत्र दिखाई देता है।

परीक्षाओं के लिए तीन प्रमुख सीमाएँ याद रखें: मोहो भूपर्पटी और मैंटल के बीच, गुटेनबर्ग मैंटल और बाह्य क्रोड के बीच, तथा लेहमैन बाह्य और आंतरिक क्रोड के बीच है। मोहो की पहचान आंद्रिया मोहोरोविचिक, गुटेनबर्ग सीमा का नाम बेनो गुटेनबर्ग और आंतरिक क्रोड की पहचान का श्रेय इंग लेहमैन को दिया जाता है। इनके वर्षों को सामान्यतः क्रमशः 1909, 1914 और 1936 से जोड़ा जाता है।

परीक्षा में याद रखने योग्य 10 तथ्य

• पृथ्वी की औसत त्रिज्या लगभग 6,371 किलोमीटर है।
• कोला अति-गहरी वेधक परियोजना लगभग 12.3 किलोमीटर गहरी पहुँची थी।
• महासागरीय भूपर्पटी सामान्यतः महाद्वीपीय भूपर्पटी से पतली और अधिक घनी होती है।
• भूपर्पटी और मैंटल की सीमा को मोहोरोविचिक असांतत्य कहते हैं।
• मोहो असांतत्य की पहचान का वर्ष सामान्यतः 1909 माना जाता है।
• मैंटल और क्रोड की सीमा लगभग 2,900 किलोमीटर की गहराई पर है।
• गुटेनबर्ग असांतत्य का नाम भूकंपविज्ञानी बेनो गुटेनबर्ग के नाम पर है।
• बाह्य क्रोड लगभग 2,900 से 5,150 किलोमीटर की गहराई तक फैला है।
• आंतरिक क्रोड की पहचान का श्रेय इंग लेहमैन को दिया जाता है; संबंधित वर्ष 1936 है।
• द्रव बाह्य क्रोड में S-तरंगें संचरित नहीं होतीं।

मुख्य तथ्य एक नज़र में

भाग या सीमा	स्थिति अथवा विस्तार	मुख्य विशेषता
भूपर्पटी	सबसे बाहरी परत	महाद्वीपीय लगभग 30–70 किमी; महासागरीय लगभग 5–10 किमी
मोहो असांतत्य	भूपर्पटी–मैंटल सीमा	मोहोरोविचिक के नाम पर; पहचान का वर्ष सामान्यतः 1909
मैंटल	मोहो से लगभग 2,900 किमी तक	मुख्यतः ठोस; इसमें धीमा प्रवाह संभव
गुटेनबर्ग असांतत्य	लगभग 2,900 किमी गहराई	मैंटल–बाह्य क्रोड सीमा
बाह्य क्रोड	लगभग 2,900–5,150 किमी	द्रव; S-तरंगें इसमें से नहीं गुजरतीं
लेहमैन असांतत्य	लगभग 5,150 किमी गहराई	बाह्य–आंतरिक क्रोड सीमा
आंतरिक क्रोड	लगभग 5,150 किमी से केंद्र तक	ठोस; मुख्यतः लौह-निकेल का माना जाता है

याद रखने की तरकीब

“मोहो नौ में, गुटेन चौदह में, लेहमैन छत्तीस में—सीमाएँ पहचानें सही-सही।” यह तुक याद दिलाती है: मोहो—1909, गुटेनबर्ग—1914 और लेहमैन—1936। साथ में गहराई का सूत्र याद रखें: “तीन हजार पर बाहरी, पाँच हजार पर भीतरी”—अर्थात लगभग 2,900 किमी पर बाह्य क्रोड शुरू होता है और लगभग 5,150 किमी पर आंतरिक क्रोड।

बहुविकल्पीय प्रश्न

1. सही कालक्रम चुनिए: इन असांतत्यों की पहचान से जुड़े सामान्यतः उद्धृत वर्ष कौन-से हैं?

• क. गुटेनबर्ग 1909, मोहो 1914, लेहमैन 1936
• ख. मोहो 1909, गुटेनबर्ग 1914, लेहमैन 1936
• ग. मोहो 1914, लेहमैन 1936, गुटेनबर्ग 1939
• घ. लेहमैन 1909, गुटेनबर्ग 1914, मोहो 1936

उत्तर: ख। सामान्यतः मोहो, गुटेनबर्ग और लेहमैन से जुड़े वर्ष क्रमशः 1909, 1914 और 1936 हैं।

2. मिलान कीजिए: (1) मोहो, (2) गुटेनबर्ग, (3) लेहमैन। इनके सही सीमाओं वाले युग्म कौन-से हैं?

• क. (1) मैंटल–क्रोड, (2) भूपर्पटी–मैंटल, (3) बाह्य–आंतरिक क्रोड
• ख. (1) बाह्य–आंतरिक क्रोड, (2) मैंटल–क्रोड, (3) भूपर्पटी–मैंटल
• ग. (1) भूपर्पटी–मैंटल, (2) बाह्य–आंतरिक क्रोड, (3) मैंटल–क्रोड
• घ. (1) भूपर्पटी–मैंटल, (2) मैंटल–बाह्य क्रोड, (3) बाह्य–आंतरिक क्रोड

उत्तर: घ। मोहो, गुटेनबर्ग और लेहमैन क्रमशः इन तीन सीमाओं से संबंधित हैं।

3. निम्नलिखित कथनों पर विचार करें:

• 1. S-तरंगें ठोस और द्रव दोनों से गुजर सकती हैं।
• 2. P-तरंगें ठोस और द्रव दोनों से गुजर सकती हैं।

सही विकल्प चुनिए।

• क. केवल कथन 1 सही है
• ख. दोनों कथन सही हैं
• ग. केवल कथन 2 सही है
• घ. दोनों कथन गलत हैं

उत्तर: ग। S-तरंगें द्रव से नहीं गुजरतीं, जबकि P-तरंगें ठोस और द्रव दोनों माध्यमों से गुजर सकती हैं।

4. पृथ्वी की औसत त्रिज्या लगभग कितनी है?

• क. 3,480 किलोमीटर
• ख. 5,150 किलोमीटर
• ग. 2,900 किलोमीटर
• घ. 6,371 किलोमीटर

उत्तर: घ। 6,371 किलोमीटर पृथ्वी की औसत त्रिज्या का लगभग मान है।

5. निम्नलिखित कथनों पर विचार करें:

• 1. महासागरीय भूपर्पटी सामान्यतः महाद्वीपीय भूपर्पटी से पतली होती है।
• 2. मैंटल पूरी तरह द्रव अवस्था में है।

सही विकल्प चुनिए।

• क. केवल कथन 1 सही है
• ख. केवल कथन 2 सही है
• ग. दोनों कथन सही हैं
• घ. दोनों कथन गलत हैं

उत्तर: क। पहला कथन सही है; मैंटल मुख्यतः ठोस है, हालांकि उसका पदार्थ लंबे समय में धीरे-धीरे प्रवाहित हो सकता है।

6. द्रव अवस्था में कौन-सी परत है?

• क. भूपर्पटी
• ख. बाह्य क्रोड
• ग. आंतरिक क्रोड
• घ. स्थलमंडल

उत्तर: ख। बाह्य क्रोड द्रव है; आंतरिक क्रोड ठोस माना जाता है।

7. लगभग 2,900 किलोमीटर की गहराई पर कौन-सी सीमा है?

• क. मोहो असांतत्य
• ख. लेहमैन असांतत्य
• ग. गुटेनबर्ग असांतत्य
• घ. स्थलमंडल–दुर्बलतामंडल सीमा

उत्तर: ग। गुटेनबर्ग असांतत्य मैंटल और बाह्य क्रोड के बीच की सीमा है।

8. पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के निर्माण में किस भाग की गति महत्वपूर्ण मानी जाती है?

• क. भूपर्पटी
• ख. आंतरिक क्रोड
• ग. स्थलमंडल
• घ. द्रव बाह्य क्रोड

उत्तर: घ। द्रव बाह्य क्रोड में लौह-समृद्ध पदार्थ की गति भू-गतिशीलता प्रक्रिया से जुड़ी है।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

पृथ्वी के आंतरिक भाग का सबसे अच्छा प्रमाण क्या है?

भूकंप से उत्पन्न P और S भूकंपीय तरंगों की गति, दिशा और छाया क्षेत्रों का अध्ययन सबसे महत्वपूर्ण प्रमाण है।

क्या दुर्बलतामंडल तरल होता है?

नहीं। यह मुख्यतः ठोस, पर अपेक्षाकृत कमजोर और लंबे समय में धीरे-धीरे विकृत होने वाला ऊपरी मैंटल का भाग है।

बाह्य और आंतरिक क्रोड में मुख्य अंतर क्या है?

बाह्य क्रोड द्रव है और आंतरिक क्रोड अत्यधिक दाब के कारण ठोस माना जाता है।