हो सकता है कि पृथ्वी ने अपने अंतरतम रहस्यों को कैलिफोर्निया के भू-वैज्ञानिकों के एक जोड़े को दे दिया हो, जिन्होंने हमारे ग्रह के मूल के शुरुआती इतिहास को एक साथ रखने के लिए व्यापक कंप्यूटर सिमुलेशन का उपयोग किया हो।
पृथ्वी की पपड़ी और मेंटल का यह योजनाबद्ध अध्ययन उनके परिणामों को दर्शाता है, जिनमें पाया गया कि अत्यधिक दबावों ने लोहे के भारी समस्थानिकों को मेंटल के तल के पास केंद्रित कर दिया होगा क्योंकि यह मैग्मा के महासागर से क्रिस्टलाइज़ हुआ था।
एक सुपर-कंप्यूटर का उपयोग करके वस्तुतः लोहे के असर वाले खनिजों को निचोड़ने और गर्म करने के लिए उन स्थितियों के तहत जिनका अस्तित्व तब होगा जब पृथ्वी मैग्मा के एक महासागर से अपने ठोस रूप में 4.5 बिलियन साल पहले, दो वैज्ञानिकों - डेविस कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय से - ठोस पृथ्वी में लोहे के अलग-अलग समस्थानिकों को शुरू में कैसे वितरित किया गया, इसकी पहली तस्वीर तैयार की है।
यह खोज पृथ्वी के मेंटल के विकास की जांच की लहर में प्रवेश कर सकती है, जो लगभग 1,800 मील गहरी एक परत है जो ग्रह की पतली परत के नीचे से इसके धात्विक कोर तक फैली हुई है।
"अब हमें इस बात का कुछ पता है कि मूल रूप से पृथ्वी पर लोहे के इन आइसोटोपों को कैसे वितरित किया गया था," प्रमुख अध्ययन लेखक जेम्स रुस्तद ने कहा, "हमें पृथ्वी के इंजन के आंतरिक कामकाज का पता लगाने के लिए आइसोटोप का उपयोग करने में सक्षम होना चाहिए।"
रुस्तद और सह-लेखक किंग-झू यिन द्वारा अध्ययन का वर्णन करने वाला एक पेपर जर्नल द्वारा ऑनलाइन पोस्ट किया गया थाप्रकृति भू विज्ञान जुलाई में प्रिंट प्रकाशन के अग्रिम में 14 जून रविवार को।
पृथ्वी की पपड़ी और कोर के बीच सैंडविच, ग्रह की मात्रा का लगभग 85 प्रतिशत के लिए विशाल मेंटल खाते हैं। मानव समय के पैमाने पर, हमारी परिक्रमा का यह विशाल भाग ठोस प्रतीत होता है। लेकिन लाखों वर्षों में, पिघले हुए कोर से गर्मी और मेंटल के रेडियोधर्मी क्षय के कारण धीमी गति से मोटे सूप की तरह यह धीरे-धीरे मंथन करने लगता है। यह परिसंचरण विवर्तनिक प्लेटों की सतह गति के पीछे की प्रेरणा शक्ति है, जो पहाड़ों का निर्माण करती है और भूकंप का कारण बनती है।
इस चिपचिपे द्रव्यमान के भौतिकी में अंतर्दृष्टि प्रदान करने वाली जानकारी का एक स्रोत चार स्थिर रूप हैं, या आइसोटोप, लोहे के हैं जो चट्टानों में पाए जा सकते हैं जो मध्य-महासागरीय लकीरें पर पृथ्वी की सतह पर बढ़ गए हैं जहां सीफ्लोर फैल रहा है, और हॉटस्पॉट में हैं हवाई के ज्वालामुखियों की तरह जो पृथ्वी की पपड़ी से गुज़रते हैं। भूवैज्ञानिकों को संदेह है कि इस सामग्री में से कुछ की सतह के नीचे लगभग 1,800 मील की दूरी पर मेंटल और कोर के बीच की सीमा है।
"जिओलॉजिस्ट्स आइसोटोप का उपयोग करते हैं जिस्मानी-रासायनिक प्रक्रियाओं को ट्रैक करने के लिए, जिस तरह से जीवविज्ञानी जीवन के विकास को ट्रैक करने के लिए डीएनए का उपयोग करते हैं," यिन ने कहा।
क्योंकि चट्टानों में लोहे के आइसोटोप की संरचना दबाव और तापमान की स्थिति के आधार पर अलग-अलग होगी, जिसके तहत एक चट्टान का निर्माण किया गया था, यिन ने कहा, सिद्धांत रूप में, भूवैज्ञानिक इतिहास के भूवैज्ञानिक इतिहास को ट्रैक करने के लिए दुनिया भर के गर्म स्थानों पर एकत्रित चट्टानों में लोहे के आइसोटोप का उपयोग कर सकते हैं। । लेकिन ऐसा करने के लिए, उन्हें सबसे पहले यह जानना होगा कि आइसोटोप को मूल रूप से पृथ्वी के प्राइमर्डियल मैग्मा सागर में कैसे वितरित किया जाता है जब यह ठंडा और कठोर हो जाता है।
यिन और रुस्तद ने जांच की कि पृथ्वी के आंतरिक भाग में अत्यधिक दबाव और तापमान के प्रतिस्पर्धात्मक प्रभावों ने निचले मेंटल में खनिजों को कैसे प्रभावित किया होगा, जो कि ग्रह की पपड़ी से लगभग 400 मील नीचे से कोर-मेंटल सीमा तक फैला है। इस क्षेत्र में 4,500 डिग्री केल्विन तक का तापमान खनिजों के बीच समस्थानिक अंतर को न्यूनतम स्तर तक कम कर देता है, जबकि पेराई दबाव लोहे के परमाणु के मूल रूप को बदलने के लिए होता है, जिसे इलेक्ट्रॉनिक स्पिन संक्रमण के रूप में जाना जाता है।
इस जोड़ी ने तापमान, दबावों और विभिन्न इलेक्ट्रॉनिक स्पिन राज्यों की एक श्रृंखला के तहत दो खनिजों की लौह समस्थानिक संरचना की गणना की, जो अब निचले मेंटल में पाए जाते हैं। दो खनिजों, फेरोपरोव्साइट और फेरोपरिसिलेस, में लगभग सभी लोहे होते हैं जो पृथ्वी के इस गहरे हिस्से में होते हैं।
गणना इतनी जटिल थी कि कंप्यूटर के माध्यम से चलने वाली प्रत्येक श्रृंखला रुस्तद और यिन को पूरा करने के लिए एक महीने की आवश्यकता थी।
यिन और रुस्तद ने निर्धारित किया कि अत्यधिक दबाव के कारण क्रिस्टलीकरण के तल के पास लोहे के भारी आइसोटोप केंद्रित होंगे।
शोधकर्ता प्रयोगशाला में तापमान और दबावों के अधीन शुद्ध रसायनों में लोहे के समस्थानिकों की भिन्नता का दस्तावेजीकरण करने की योजना बनाते हैं, जो कि कोर-मेंटल सीमा पर पाए जाने वाले समान हैं। आखिरकार, यिन ने कहा, वे उम्मीद करते हैं कि निचले सिद्धांत से उत्पन्न भूवैज्ञानिक नमूनों में उनके सैद्धांतिक पूर्वानुमानों को सत्यापित किया जाएगा।
स्रोत: EurekAlert
