बृहस्पति का बर्फीला चाँद कालिस्टो। छवि क्रेडिट: नासा विस्तार करने के लिए क्लिक करें
जैसा कि वैज्ञानिकों ने हमारे सौर मंडल के बारे में अधिक जानकारी प्राप्त की है, उन्होंने कुछ असामान्य स्थितियों में पानी की बर्फ पाई है। लॉरेंस लिवरमोर नेशनल लेबोरेटरी के शोधकर्ताओं ने अपनी प्रयोगशाला में इस तरह की बर्फ को फिर से बनाया है; बर्फ जो संभवतः इन चंद्रमाओं पर पाए जाने वाले दबाव, तापमान, तनाव और दाने के आकार की स्थितियों की नकल करता है। यह बर्फ धीरे-धीरे रेंग सकती है और चंद्रमा के अंदरूनी भाग के तापमान के आधार पर घूम सकती है।
कि आप अपने नींबू पानी के गिलास को ठंडा करने के लिए रोज़मर्रा की बर्फ का उपयोग करते हैं, जिससे शोधकर्ताओं को सौर मंडल के दूर तक पहुँचने में बर्फीले चंद्रमा की आंतरिक संरचना को बेहतर ढंग से समझने में मदद मिली है।
एक अनुसंधान दल ने एक नई तरह की "रेंगना" या प्रवाह का प्रदर्शन किया है, एक उच्च दबाव के रूप में बर्फ में एक प्रयोगशाला में दबाव, तापमान, तनाव और दाने के आकार की स्थिति बनाकर जो कि बड़े अंदरूनी हिस्सों में नकल करते हैं बर्फीले चंद्रमा।
बर्फ के उच्च दबाव वाले चरण बाहरी सौर मंडल के विशाल बर्फीले चंद्रमा के प्रमुख घटक हैं: बृहस्पति का गैनीमेड और कैलिस्टो, शनि का टाइटन और नेप्च्यून का ट्राइटन। ट्राइटन लगभग हमारे अपने चंद्रमा के आकार का है; अन्य तीन दिग्गज व्यास में लगभग 1.5 गुना बड़े हैं। स्वीकृत सिद्धांत कहता है कि अधिकांश बर्फीले चंद्रमा लगभग 4.5 अरब साल पहले सूरज (सौर निहारिका) के आसपास के धूल के बादल से "गंदे स्नोबॉल" के रूप में संघनित होते हैं। इस अभिवृद्धि प्रक्रिया द्वारा और उनके चट्टानी अंश के रेडियोधर्मी क्षय द्वारा चंद्रमाओं को आंतरिक रूप से गर्म किया गया था।
बर्फीले चंद्रमाओं के अंदरूनी हिस्सों में बर्फ के संवहन प्रवाह (कॉफी के गर्म कप में भंवरों की तरह) ने उनके बाद के विकास और वर्तमान संरचना को नियंत्रित किया। कमजोर बर्फ, अधिक कुशल संवहन, और अंदरूनी अंदरूनी कूलर। इसके विपरीत, बर्फ जितनी मजबूत होती है, अंदरूनी गर्म होती है और तरल आंतरिक महासागर जैसी किसी चीज की संभावना अधिक होती है।
नए शोध से पता चलता है कि बर्फ के उच्च दबाव वाले चरणों में से एक ("बर्फ II") एक रेंगना तंत्र है जो बर्फ के क्रिस्टलीय या "अनाज" आकार से प्रभावित होता है। इस खोज से लगता है कि पहले की तुलना में चंद्रमा में काफी कमजोर बर्फ की परत है। आइस II पहली बार लगभग 2,000 वायुमंडलों के दबाव में दिखाई देता है, जो बर्फीले दिग्गजों के सबसे बड़े हिस्से में लगभग 70 किमी की गहराई से मेल खाती है। बर्फ II परत लगभग 100 किमी मोटी है। बर्फीले विशाल चंद्रमाओं के केंद्रों पर दबाव का स्तर अंततः 20,000 से 40,000 पृथ्वी के वायुमंडल के बराबर तक पहुंच जाता है।
लॉरेंस लिवरमोर नेशनल लेबोरेटरी (एलएलएनएल), जापान की क्यूशू यूनिवर्सिटी और यू.एस. जियोलॉजिकल सर्वे के शोधकर्ताओं ने एलएलएनएल में एक्सपेरिमेंटल जियोफिजिक्स लेबोरेटरी में कम तापमान वाले परीक्षण उपकरण का उपयोग करते हुए रेंगने वाले प्रयोग किए। फिर उन्होंने क्रायोजेनिक स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप का उपयोग करके बर्फ II अनाज के आकार को देखा और मापा। समूह को एक रेंगना तंत्र मिला जो निचले तनावों और बारीक अनाज के आकार में प्रवाह पर हावी है। उच्च तनाव और बड़े अनाज के आकार के सक्रिय प्रवाह तंत्रों पर पहले प्रयोग जो अनाज के आकार पर निर्भर नहीं थे।
प्रयोगवादी यह साबित करने में सक्षम थे कि नया रेंगना तंत्र वास्तव में बर्फ के दाने के आकार से संबंधित था, कुछ ऐसा जो पहले केवल सैद्धांतिक रूप से जांचा गया था।
लेकिन माप कोई आसान उपलब्धि नहीं थी। सबसे पहले, उन्हें बहुत बारीक अनाज के आकार का बर्फ II (10 माइक्रोमीटर से कम या एक-दसवां हिस्सा एक मानव बाल की मोटाई) बनाना था। 2,000 से अधिक वायुमंडलों के ऊपर और नीचे दबाव के तेजी से साइकिल चलाने की एक तकनीक ने आखिरकार चाल चली। इसके साथ, टीम ने अंत तक हफ्तों तक कम-तनाव विरूपण प्रयोग चलाने के लिए परीक्षण तंत्र के भीतर दबाव का एक बहुत स्थिर 2,000 वायुमंडल बनाए रखा। अंत में, बर्फ II अनाज को परिमार्जित करना और उन्हें स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप में दिखाई देना, टीम ने बर्फ के सामान्य रूप ("आइस I") के साथ अनाज की सीमाओं को चिह्नित करने का एक तरीका विकसित किया, जो माइक्रोस्कोप में बर्फ II से अलग दिखाई दिया। । एक बार सीमाओं की पहचान हो जाने के बाद, टीम बर्फ II के दाने के आकार को माप सकती है।
लिवरमोर के ऊर्जा और पर्यावरण निदेशालय के एक भूभौतिकीविद् विलियम डरहम ने कहा, "इन नए परिणामों से पता चलता है कि एक गहरी बर्फीले की चिपचिपाहट हमारे विचार से बहुत कम है।"
डरहम ने कहा कि 2,000 वायुमंडल के दबाव में परीक्षण तंत्र के उच्च-गुणवत्ता वाले व्यवहार, क्यूशू विश्वविद्यालय के टोमोकी कुबो के साथ सहयोग और एक शक्तिशाली प्रयोग के लिए बनाई गई गंभीर तकनीकी चुनौतियों पर काबू पाने में सफलता मिली।
नए परिणामों का उपयोग करते हुए, शोधकर्ताओं ने निष्कर्ष निकाला है कि यह बर्फीले चंद्रमा के आकार में अनाज के प्रति संवेदनशील रेंगना तंत्र द्वारा बर्फ के विकृत होने की संभावना है जब अनाज आकार में एक सेंटीमीटर तक होता है।
डरहम ने कहा, "यह खोजा हुआ रेंगना तंत्र हमारे सौर मंडल में बाहरी ग्रहों के बाहरी विकास और आंतरिक गतिशीलता के बारे में हमारी सोच को बदल देगा।" "इन चंद्रमाओं का थर्मल विकास हमें यह समझाने में मदद कर सकता है कि प्रारंभिक सौर प्रणाली में क्या हो रहा था।"
शोध साइंस जर्नल के 3 मार्च के अंक में दिखाई देता है।
1952 में स्थापित, लॉरेंस लिवरमोर नेशनल लेबोरेटरी में राष्ट्रीय सुरक्षा सुनिश्चित करने और हमारे समय के महत्वपूर्ण मुद्दों पर विज्ञान और प्रौद्योगिकी को लागू करने के लिए एक मिशन है। लॉरेंस लिवरमोर नेशनल लेबोरेटरी का प्रबंधन अमेरिका के कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय द्वारा ऊर्जा विभाग के राष्ट्रीय परमाणु सुरक्षा प्रशासन के लिए किया जाता है।
मूल स्रोत: LLNL News रिलीज़
