पृथ्वी का आंतरिक भाग: कोर, मेंटल और क्रस्ट (Interior of the Earth: Core, Mantle and Crust)

• पृथ्वी को दो तरीकों से विभाजित किया जा सकता है: यांत्रिक या रासायनिक ।
• यांत्रिक रूप से (या रियोलॉजिकल रूप से) जिसका अर्थ है तरल अवस्थाओं का अध्ययन – इसे लिथोस्फीयर, एस्थेनोस्फीयर, मेसोस्फेरिक मेंटल, बाहरी कोर और आंतरिक कोर में विभाजित किया जा सकता है।
• लेकिन रासायनिक रूप से या संरचना के आधार पर, जो दोनों में से अधिक लोकप्रिय है, इसे क्रस्ट, मेंटल (जिसे ऊपरी और निचले मेंटल में विभाजित किया जा सकता है) और कोर – जिसे बाहरी में भी विभाजित किया जा सकता है, में विभाजित किया जा सकता है। कोर, और आंतरिक कोर।

पृथ्वी के आंतरिक भाग का अध्ययन करने के स्रोत (Sources to study the earth’s interior)

पृथ्वी की आंतरिक संरचना के बारे में ज्ञान प्रदान करने वाले स्रोतों को 2 स्रोतों में वर्गीकृत किया जा सकता है-

1. प्रत्यक्ष स्रोत
   • सतही चट्टान
   • ज्वालामुखी
   • खनन परियोजनाएँ
   • ड्रिलिंग परियोजनाएँ
   • गहरे महासागर में ड्रिलिंग परियोजना
   • एकीकृत महासागर ड्रिलिंग परियोजना
2. अप्रत्यक्ष स्रोत
   • तापमान और दबाव भिन्नता
   • भूकंपीय गतिविधियाँ
   • उल्कापिंड
   • आकर्षण-शक्ति
   • चुंबकीय क्षेत्र

पृथ्वी के आंतरिक भाग के प्रत्यक्ष स्रोत

ये सामग्रियाँ सामान्यतः पृथ्वी की सतह पर उपलब्ध होती हैं और इनका स्रोत हैं:

• पृथ्वी की सतह:  सतही चट्टान पृथ्वी की सतह पर आसानी से उपलब्ध है। इन चट्टानों का अवलोकन करके हम यह जान सकते हैं कि एक निश्चित गहराई तक पाए जाने वाले पदार्थ का स्वरूप कैसा होगा।
• ज्वालामुखी:  विस्फोट के बाद बाहर निकलने वाला ज्वालामुखीय पदार्थ हमारे अवलोकन के लिए आसानी से उपलब्ध होता है। चूँकि ये सामग्रियाँ बहुत गहराई से आती हैं, इसलिए अधिक गहराई से इस सामग्री की गुणवत्ता का सीधे विश्लेषण किया जा सकता है। हालाँकि, सामग्री की सटीक गहराई का पता नहीं लगाया जा सकता है।
• खनन और ड्रिलिंग क्षेत्रों से प्राप्त सामग्री:  खनन और ड्रिलिंग क्षेत्रों से, विश्लेषण के लिए कई सामग्रियां प्राप्त की जा सकती हैं। ये सामग्रियां एक निश्चित गहराई पर उपलब्ध सामग्री की प्रकृति को प्रकट करती हैं। खनन से, यह अनुमान लगाना आसान है कि सतह से आंतरिक गहराई की ओर दबाव और तापमान बढ़ता है। साथ ही, सामग्री का घनत्व ऊपरी सतह से आंतरिक तल तक बढ़ता है।

पृथ्वी के आंतरिक भाग के अप्रत्यक्ष स्रोत

• चूँकि प्रत्यक्ष स्रोत सामग्री को एक निश्चित गहराई तक पहुँचा जा सकता है। उस गहराई से परे, पृथ्वी के आंतरिक भाग की गुणवत्ता को जानना संभव नहीं है। इस पर काबू पाने के लिए वैज्ञानिक   पृथ्वी के आंतरिक भाग को जानने के लिए गुरुत्वाकर्षण, चुंबकीय और भूकंपीय ज्ञान के अनुप्रयोग जैसी तकनीकों का उपयोग करते हैं। इसके अलावा, वैज्ञानिक  उल्कापिंडों को भी  अप्रत्यक्ष स्रोत मानते हैं क्योंकि, एक समय, यह एक ग्रह का हिस्सा था।
• उल्कापिंड:  उल्कापिंड अंतरिक्ष में पाए जाते हैं और शायद ही कभी पृथ्वी तक पहुंचते हैं। जब यह पृथ्वी पर पहुंचता है तो विश्लेषण के लिए उपलब्ध होता है। उल्कापिंड पृथ्वी के आंतरिक भाग से नहीं हैं; इसलिए, इसके पास पृथ्वी के आंतरिक भाग को प्राप्त करने का एक अप्रत्यक्ष स्रोत है क्योंकि वैज्ञानिक मानते हैं कि उल्कापिंड कभी ग्रह का हिस्सा थे, इसलिए, उनकी संरचना और सामग्री पृथ्वी के समान है।
• गुरुत्वाकर्षण बल:  सभी अक्षांशों पर गुरुत्वाकर्षण का मान समान नहीं होता है। गुरुत्वाकर्षण मान में अंतर पृथ्वी के भीतर सामग्री के द्रव्यमान के असमान वितरण को दर्शाता है।
• चुंबकीय बल:  पृथ्वी के चुंबकीय सर्वेक्षण से पृथ्वी के विभिन्न भागों में उपलब्ध चुंबकीय पदार्थों के वितरण का पता चलता है।
• भूकंपीय ज्ञान:  यह जानकारी प्रदान करता है कि पृथ्वी के आंतरिक भाग की स्थिति क्या है। चाहे वह ठोस हो, तरल हो या गैसीय रूप में हो। प्रौद्योगिकी से पता चला कि मेंटल तरल है, बाहरी कोर तरल है लेकिन आंतरिक कोर ठोस है।

पृथ्वी के आंतरिक भाग की संरचना (Structure of the Earth’s interior)

पृथ्वी के आंतरिक भाग की संरचना कई संकेंद्रित परतों से बनी है। पृथ्वी की आंतरिक संरचना को तीन परतों में विभाजित किया गया है-

• पपड़ी
• आच्छादन
• मुख्य

पपड़ी (Crust)

• भूपर्पटी पृथ्वी का सबसे बाहरी ठोस भाग और एक पतली परत है जिसकी कुल मोटाई सामान्यतः 30-50 किमी के बीच होती है।
• भूपर्पटी की मोटाई समुद्री और महाद्वीपीय क्षेत्रों के अंतर्गत भिन्न-भिन्न होती है।
• महाद्वीपीय परत (50-70 किमी मोटी) की तुलना में महासागरीय परत पतली (5-30 किमी मोटी) होती है।
• प्रमुख पर्वतीय प्रणालियों के क्षेत्रों में महाद्वीपीय परत अधिक मोटी होती है।
• यह हिमालय क्षेत्र में 70 -100 किमी तक मोटी है।
• यह इसके आयतन का 0.5-1.0 प्रतिशत और द्रव्यमान के 1% से कम है।
• क्रस्ट का तापमान गहराई के साथ बढ़ता है, मेंटल-क्रस्ट सीमा के पास लगभग 200 डिग्री सेल्सियस से 400 डिग्री सेल्सियस के स्तर तक पहुंच जाता है।
• भूपर्पटी के ऊंचे क्षेत्र में तापमान प्रति किलोमीटर 30 डिग्री सेल्सियस तक बढ़ जाता है।
• भूपर्पटी की बाहरी परत तलछटी सामग्री से बनी है, और इसके नीचे अम्लीय क्रिस्टलीय, आग्नेय और रूपांतरित चट्टानें हैं।
• बेसाल्टिक और अल्ट्राबेसिक चट्टानें भूपर्पटी की सबसे निचली परत बनाती हैं।
• क्रस्ट का तापमान गहराई के साथ बढ़ता है, मेंटल-क्रस्ट सीमा के पास लगभग 200°C से 400°C के स्तर तक पहुँच जाता है।
• भूपर्पटी के ऊंचे क्षेत्र में तापमान प्रति किलोमीटर 30 डिग्री सेल्सियस तक बढ़ जाता है।
• भूपर्पटी की बाहरी परत तलछटी सामग्री से बनी है, और इसके नीचे अम्लीय क्रिस्टलीय, आग्नेय और रूपांतरित चट्टानें हैं।
• हल्के सिलिकेट – सिलिका + एल्यूमीनियम (जिसे सियाल भी कहा जाता है) – महाद्वीप बनाते हैं, जबकि भारी सिलिकेट – सिलिका + मैग्नीशियम (जिसे सिमा भी कहा जाता है) – महासागर बनाते हैं [सुएस, 1831-1914, यह वर्गीकरण अब अप्रचलित है (अप्रचलित)]।
• हल्के (फेल्सिक) सोडियम पोटेशियम एल्यूमीनियम सिलिकेट चट्टानें, जैसे ग्रेनाइट, महाद्वीपीय परत बनाते हैं।
• दूसरी ओर, समुद्री परत बेसाल्ट जैसी मोटी (मैफिक) लौह मैग्नीशियम सिलिकेट आग्नेय चट्टानों से बनी है।
• निचले क्रस्ट और ऊपरी मेंटल के बीच मोहोरोविसिक (मोहो) असंततता बनती है।

पृथ्वी की पपड़ी के सबसे प्रचुर तत्व (The most abundant elements of the Earth’s Crust)

स्थलमंडल

• स्थलमंडल पृथ्वी की कठोर बाहरी परत है, जिसकी मोटाई 10 से 200 किलोमीटर तक है।
• इसमें भूपर्पटी के साथ-साथ मेंटल का ऊपरी भाग भी शामिल है।
• स्थलमंडल को टेक्टोनिक प्लेटों (लिथोस्फेरिक प्लेटों) में विभाजित किया गया है, जो गति करती हैं और पृथ्वी की भूवैज्ञानिक संरचना (वलन, भ्रंश) में बड़े पैमाने पर परिवर्तन करती हैं।
• ग्रह के जन्म से बची हुई प्रारंभिक गर्मी, साथ ही पृथ्वी की पपड़ी और मेंटल में यूरेनियम, थोरियम और पोटेशियम का रेडियोधर्मी क्षय, गर्मी के स्रोत हैं जो प्लेट टेक्टोनिक्स को संचालित करते हैं।

एस्थेनोस्फीयर

• यह स्थलमंडल के नीचे 80-200 किमी तक फैला हुआ है।
• कठोर स्थलमंडल आसानी से इसके ऊपर से गुजर सकता है क्योंकि एस्थेनोस्फीयर नरम और प्लास्टिक है।
• यह विकराल, भंगुर और लचीला है, और इसका घनत्व पपड़ी से अधिक है।
• ज्वालामुखी विस्फोट के दौरान, यह मैग्मा का प्राथमिक स्रोत है जो सतह तक उठता है।
• लिथोस्फेरिक आवरण बड़े टुकड़ों में विभाजित होता है जिन्हें लिथोस्फेरिक प्लेटें कहा जाता है। ये प्लेटें एक स्थान पर एक-दूसरे से अलग हो सकती हैं, जबकि अन्य जगहों पर वे कुचलने वाले प्रभावों से टकरा सकती हैं जो बड़ी चोटियाँ उठाती हैं।

मेंटल (Mantle)

• भूपर्पटी से परे आंतरिक भाग को मेंटल कहा जाता है।
• मेंटल मोहो के विच्छेदन (35 किमी) से 2,900 किमी की गहराई तक फैला हुआ है।
• यह पृथ्वी के आयतन का लगभग 83 प्रतिशत और द्रव्यमान का 67 प्रतिशत के बराबर है।
• मेंटल के ऊपरी भाग को एस्थेनोस्फीयर कहा जाता है ।
• एस्थेनोस्फीयर निचले मेंटल से आगे तक पहुँच जाता है। यह पूरी तरह से ठोस है.
• भूपर्पटी और मेंटल के सबसे ऊपरी हिस्से को स्थलमंडल कहा जाता है । इसकी मोटाई 10-200 किमी तक होती है।
• निचला मेंटल एस्थेनोस्फीयर से परे फैला हुआ है। यह ठोस अवस्था में है.
• मेंटल का घनत्व भूपर्पटी से अधिक होता है तथा 3.3 से 5.5 तक होता है।
  • ऊपरी मेंटल का घनत्व 2.9 से 3.3 ग्राम प्रति घन मीटर तक होता है।
  • निचले मेंटल में घनत्व 3.3 ग्राम/सेमी3 से 5.7 ग्राम/सेमी3 तक होता है।
• इसमें पृथ्वी के कुल आयतन का 83 प्रतिशत और कुल द्रव्यमान का 68 प्रतिशत शामिल है।
• इसका आवरण मुख्य रूप से लौह और मैग्नीशियम से भरपूर सिलिकेट खनिजों से बना है।
• मेंटल मूल तत्वों (ओएसएम) के रूप में 45 प्रतिशत ऑक्सीजन, 21 प्रतिशत सिलिकॉन और 23 प्रतिशत मैग्नीशियम से बना है।
• मेंटल में तापमान ऊपरी क्रस्टल सीमा पर लगभग 200 डिग्री सेल्सियस से लेकर कोर-मेंटल सीमा पर लगभग 4,000 डिग्री सेल्सियस तक होता है।
• तापमान अंतर के परिणामस्वरूप मेंटल में एक संवहन सामग्री परिसंचरण होता है (हालांकि ठोस, मेंटल के भीतर उच्च तापमान सिलिकेट सामग्री को पर्याप्त रूप से लचीला बनाता है)।
• टेक्टोनिक प्लेटों की गति सतह पर मेंटल के संवहन का प्रतिनिधित्व करती है।
• उच्च दबाव वाली परिस्थितियों से मेंटल में भूकंपीयता को रोका जाना चाहिए। हालाँकि, सतह से 670 किलोमीटर नीचे (420 मील) तक सबडक्शन जोन में भूकंप का पता चला है।

कोर (Core)

• कोर बहुत भारी सामग्री से बना है जो ज्यादातर निकल और लोहे से बना है।
• इसे कभी-कभी NIFE परत [ निकल और लोहा ] के रूप में जाना जाता है।
• कोर-मेंटल सीमा 2900 किमी की गहराई पर स्थित है।
• कोर पृथ्वी की सतह से 2900 किमी से 6400 किमी नीचे स्थित है ।
• बाहरी कोर तरल है जबकि आंतरिक कोर ठोस है।
• कोर का घनत्व मेंटल से अधिक होता है और 5.5 से 13.6 ग्राम/सेमी3 तक होता है
• कोर का आयतन और द्रव्यमान पृथ्वी के कुल आयतन और द्रव्यमान का क्रमशः 16% और 32% है।
• कोर-मेंटल सीमा 2900 किमी की गहराई पर स्थित है। इस सीमा पर, जिसे  गुटेनबर्ग असंततता कहा जाता है, मेंटल के 5.5 ग्राम/सेमी3 से 10 ग्राम/सेमी3 तक अचानक परिवर्तन होता है।
• कोर को दो भागों में बांटा गया है: बाहरी कोर और आंतरिक कोर।

बाहरी परत (Outer Core)

• बाहरी कोर, जो आंतरिक कोर को घेरे हुए है, ग्रह की सतह से 2900 से 5100 किलोमीटर नीचे स्थित है।
• निकल के साथ लोहा और हल्की धातुओं की थोड़ी मात्रा बाहरी कोर का निर्माण करती है।
• बाहरी कोर तरल है क्योंकि आंतरिक कोर के बराबर संरचना होने के बावजूद, यह जमने के लिए पर्याप्त दबाव में नहीं है।
• डायनेमो सिद्धांत के अनुसार, पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र कोरिओलिस प्रभाव के साथ मिश्रित बाहरी कोर में संवहन द्वारा निर्मित होता है।

भीतरी कोर (Inner Core)

• आंतरिक कोर पृथ्वी के केंद्र से सतह से 5100 किलोमीटर नीचे तक फैला हुआ है।
• यह परत ठोस है क्योंकि यह कतरनी तरंगों (अनुप्रस्थ भूकंपीय तरंगों) को संचारित कर सकती है। (जब पी-तरंगें बाहरी कोर – आंतरिक कोर सीमा से टकराती हैं, तो एस-तरंगें उत्पन्न होती हैं।)
• पृथ्वी के आंतरिक कोर का घूर्णन सतह के घूर्णन की तुलना में थोड़ा तेज है।
• ठोस आंतरिक कोर में लगातार चुंबकीय क्षेत्र बनाए नहीं रखा जा सकता क्योंकि यह बहुत गर्म है।
• कोर (आंतरिक कोर और बाहरी कोर) पृथ्वी के आयतन का केवल 16% हिस्सा बनाता है लेकिन इसके द्रव्यमान का 33% हिस्सा है।

पृथ्वी की परतें- भूकंपीय असंततताएँ (Earth’s Layers- Seismic Discontinuities)

असंततता का तात्पर्य पृथ्वी की आंतरिक संरचना में परतों के बीच एक तीव्र सीमा से है। इन सीमाओं के पार, भूकंपीय तरंगें अपनी दिशा और गति के संदर्भ में महत्वपूर्ण परिवर्तन से गुजरती हैं।

• कॉनरोड असंततता – ऊपरी और निचली परत के बीच
• मोहरोविकिक डिसकंटीनिटी (मोहो) – क्रस्ट को मेंटल से अलग करता है, इसकी औसत गहराई लगभग 35 किमी है।
• रेपिटी डिसकंटीनिटी – ऊपरी और निचले मेंटल के बीच
• गुटेनबर्ग असंततता – मेंटल और बाहरी कोर के बीच स्थित है। पृथ्वी की सतह से 2900 कि.मी. नीचे।
• लेहमैन असंततता- आंतरिक और बाहरी कोर के बीच।

पृथ्वी की रासायनिक संरचना (Earth’s Chemical Composition)

• पृथ्वी का द्रव्यमान लगभग 5.97×10 ²⁴  kg (5,970 Yg) है।
• यह अधिकतर से बना है
  • लोहा (32.1%),
  • ऑक्सीजन (30.1%),
  • सिलिकॉन (15.1%),
  • मैग्नीशियम (13.9%),
  • सल्फर (2.9%),
  • निकल (1.8%),
  • कैल्शियम (1.5%), और एल्यूमीनियम (1.4%),
  • शेष 1.2% में अन्य तत्वों की थोड़ी मात्रा शामिल है।