सरल शब्दों में भूकंप धरती का हिलना है । यह ऊर्जा की रिहाई के कारण होता है , जो सभी दिशाओं में यात्रा करने वाली तरंगें उत्पन्न करती है।
धरती क्यों हिलती है?
- ऊर्जा का विमोचन एक दोष के साथ होता है।
- भ्रंश क्रस्टल चट्टान की परत में एक तीव्र टूटन है।
- भ्रंश के किनारे की चट्टानें विपरीत दिशाओं में गति करती हैं। लेकिन ऊपरी चट्टान स्तर द्वारा लगाया गया घर्षण चट्टान परत की गति को रोकता है, समय के साथ दबाव बनता है।
- तीव्र दबाव के तहत, चट्टान की परत, एक निश्चित बिंदु पर, ऊपर की परत द्वारा पेश किए गए घर्षण पर काबू पा लेती है और शॉकवेव्स पैदा करने वाली अचानक गति से गुजरती है।
- इससे ऊर्जा का विमोचन होता है और ऊर्जा तरंगें सभी दिशाओं में फैलती हैं।
- वह बिंदु जहां ऊर्जा जारी होती है उसे भूकंप का फोकस कहा जाता है , वैकल्पिक रूप से, इसे हाइपोसेंटर कहा जाता है ।
- विभिन्न दिशाओं में यात्रा करने वाली ऊर्जा तरंगें सतह तक पहुँचती हैं। सतह पर फोकस के निकटतम बिंदु को उपरिकेंद्र कहा जाता है । यह तरंगों का अनुभव करने वाला पहला व्यक्ति है। यह फोकस के ठीक ऊपर एक बिंदु है।
भूकंप की लहरें (Earthquake Waves)
- सभी प्राकृतिक भूकंप स्थलमंडल (पृथ्वी की सतह से 200 किमी तक की गहराई) में होते हैं।
- ‘सिस्मोग्राफ’ नामक उपकरण सतह तक पहुँचने वाली तरंगों को रिकॉर्ड करता है।
- भूकंप तरंगें मूलतः दो प्रकार की होती हैं – भौतिक तरंगें और सतही तरंगें ।
- भौतिक तरंगें फोकस पर ऊर्जा के मुक्त होने के कारण उत्पन्न होती हैं और पृथ्वी के शरीर से होकर सभी दिशाओं में घूमती हैं। इसलिए, इसका नाम बॉडी वेव्स है।
- शरीर की तरंगें सतह की चट्टानों से संपर्क करती हैं और तरंगों का एक नया सेट उत्पन्न करती हैं जिन्हें सतही तरंगें कहा जाता है। ये तरंगें सतह के साथ चलती हैं।
- विभिन्न लोच (कठोरता) (आमतौर पर कुछ अपवादों के साथ घनत्व ) वाली सामग्रियों के माध्यम से यात्रा करते समय तरंगों का वेग बदल जाता है। सामग्री जितनी अधिक लोचदार होगी, वेग उतना ही अधिक होगा। विभिन्न घनत्व वाली सामग्रियों के सामने आने पर प्रतिबिंबित या अपवर्तित होने पर उनकी दिशा भी बदल जाती है।
- शरीर तरंगें दो प्रकार की होती हैं। इन्हें पी और एस-तरंगें कहा जाता है।
भूकंप तरंगों का व्यवहार (The behavior of Earthquake Waves)
- भूकंप तरंगों को सिस्मोग्राफ की सहायता से मापा जाता है और ये तीन प्रकार की होती हैं-
- ‘पी’ तरंगें या प्राथमिक तरंगें (अनुदैर्ध्य प्रकृति)
- द्वितीयक तरंगें या ‘एस’ तरंगें (प्रकृति में अनुप्रस्थ)
- सतही तरंगें या ‘एल’ तरंगें लंबी होती हैं।
- भूकंप तरंगों का वेग और दिशा तब बदल जाती है जब वे जिस माध्यम से यात्रा कर रही होती हैं वह बदल जाता है।
- जब कोई भूकंप या भूमिगत परमाणु परीक्षण पृथ्वी के माध्यम से शॉक तरंगें भेजता है, तो ठंडे क्षेत्र, जो आम तौर पर कठोर होते हैं, इन तरंगों को गर्म क्षेत्रों की तुलना में अधिक वेग से प्रसारित करते हैं।
प्राथमिक तरंगें (P तरंगें) (Primary Waves (P waves))
- इसे अनुदैर्ध्य या संपीड़नात्मक तरंगें भी कहा जाता है।
- माध्यम के कण तरंग के प्रसार की दिशा में कंपन करते हैं।
- पी-तरंगें तेजी से चलती हैं और सतह पर सबसे पहले पहुंचती हैं।
- ये तरंगें उच्च आवृत्ति की होती हैं।
- वे सभी माध्यमों में यात्रा कर सकते हैं।
- ठोस > तरल > गैसों में P तरंगों का वेग
- उनका वेग सामग्री की अपरूपण शक्ति या लोच पर निर्भर करता है।
- ‘पी’ तरंगों के लिए छाया क्षेत्र वह क्षेत्र है जो 103° और 142° के बीच के कोण से मेल खाता है।
- इससे ठोस आंतरिक कोर के बारे में सुराग मिलता है।
द्वितीयक तरंगें (S तरंगें) (Secondary Waves (S waves))
- इसे अनुप्रस्थ या विरूपण तरंगें भी कहा जाता है।
- पानी की लहरों या प्रकाश तरंगों के अनुरूप।
- एस-तरंगें कुछ समय अंतराल के साथ सतह पर आती हैं।
- एक द्वितीयक तरंग तरल पदार्थ या गैसों से होकर नहीं गुजर सकती।
- ये तरंगें उच्च आवृत्ति वाली तरंगें होती हैं।
- पृथ्वी की पपड़ी, मेंटल के ठोस भाग के माध्यम से अलग-अलग वेगों (अपरूपण शक्ति के आनुपातिक) पर यात्रा करें।
- ‘एस’ तरंगों का छाया क्षेत्र भूकंप के केंद्र से लगभग आधे विश्व भर में फैला हुआ है।
- ‘एस’ तरंगों के लिए छाया क्षेत्र वह क्षेत्र है जो 103° और 103° के बीच के कोण से मेल खाता है।
- इस अवलोकन से तरल बाहरी कोर की खोज हुई। चूँकि S तरंगें तरल पदार्थ के माध्यम से यात्रा नहीं कर सकती हैं, वे तरल बाहरी कोर से नहीं गुजरती हैं।
सतही तरंगें (L तरंगें) (Surface Waves (L waves))
- इसे लंबी अवधि की तरंगें भी कहा जाता है।
- वे कम आवृत्ति, लंबी तरंग दैर्ध्य और अनुप्रस्थ कंपन हैं।
- आम तौर पर, वे केवल पृथ्वी की सतह को ही प्रभावित करते हैं और थोड़ी गहराई पर ही ख़त्म हो जाते हैं।
- भूकंप के केंद्र के निकटतम पड़ोस में विकास करें।
- वे चट्टानों के विस्थापन का कारण बनते हैं, और इसलिए, संरचनाओं का पतन होता है।
- ये तरंगें भूकंप की अधिकांश विनाशकारी शक्ति के लिए जिम्मेदार हैं।
- सिस्मोग्राफ पर अंतिम बार दर्ज किया गया।
भूकंप तरंगों का प्रसार (Propagation of Earthquake Waves)
- विभिन्न प्रकार की भूकंप तरंगें अलग-अलग तरीके से यात्रा करती हैं। जैसे ही वे चलते हैं या फैलते हैं, वे उन चट्टानों के शरीर में कंपन पैदा करते हैं जिनसे वे गुजरते हैं।
- पी-तरंगें तरंग की दिशा के समानांतर कंपन करती हैं। यह प्रसार की दिशा में सामग्री पर दबाव डालता है।
- परिणामस्वरूप, यह सामग्री में घनत्व में अंतर पैदा करता है जिससे सामग्री खिंचती और सिकुड़ती है।
- अन्य दो तरंगें प्रसार की दिशा के लंबवत कंपन करती हैं।
- एस-तरंगों के कंपन की दिशा ऊर्ध्वाधर तल में तरंग की दिशा के लंबवत होती है। इसलिए, वे जिस सामग्री से होकर गुजरते हैं उसमें गर्त और शिखर बनाते हैं।
छाया क्षेत्र का उद्भव (The emergence of Shadow Zone)
- भूकंप की तरंगें सुदूर स्थानों पर स्थित भूकंपमापी यंत्रों में दर्ज हो जाती हैं।
- हालाँकि, कुछ विशिष्ट क्षेत्र मौजूद हैं जहाँ लहरों की सूचना नहीं मिलती है। ऐसे क्षेत्र को ‘छाया क्षेत्र’ कहा जाता है।
- विभिन्न घटनाओं के अध्ययन से पता चलता है कि प्रत्येक भूकंप के लिए एक बिल्कुल अलग छाया क्षेत्र मौजूद होता है।
- यह देखा गया कि भूकंप के केंद्र से 105° के भीतर किसी भी दूरी पर स्थित भूकंपमापी ने पी और एस-तरंगों दोनों के आगमन को दर्ज किया।
- हालाँकि, भूकंप के केंद्र से 145° से अधिक दूर स्थित भूकंपमापी पी-तरंगों के आगमन को रिकॉर्ड करते हैं, लेकिन एस-तरंगों के आगमन को नहीं।
- इस प्रकार, उपकेंद्र से °105° और 145° के बीच के क्षेत्र को दोनों प्रकार की तरंगों के लिए छाया क्षेत्र के रूप में पहचाना गया। 105° से अधिक के पूरे क्षेत्र को S-तरंगें प्राप्त नहीं होती हैं।
- एस-तरंग का छाया क्षेत्र पी-तरंगों की तुलना में बहुत बड़ा है। पी-तरंगों का छाया क्षेत्र भूकंप के केंद्र से 105° और 145° दूर के बीच पृथ्वी के चारों ओर एक बैंड के रूप में दिखाई देता है।
- एस-तरंगों का छाया क्षेत्र न केवल विस्तार में बड़ा है बल्कि यह पृथ्वी की सतह के 40 प्रतिशत से थोड़ा अधिक है।
‘P’ और ‘S’ तरंगों के ये गुण पृथ्वी के आंतरिक भाग को निर्धारित करने में कैसे मदद करते हैं? (How these properties of ‘P’ and ‘S’ waves help in determining the earth’s interior?)
- परावर्तन के कारण तरंगें पलटती हैं जबकि अपवर्तन के कारण तरंगें अलग-अलग दिशाओं में गति करती हैं।
- तरंगों की दिशा में भिन्नता का अनुमान सिस्मोग्राफ पर उनके रिकॉर्ड की सहायता से लगाया जाता है।
- घनत्व में परिवर्तन से तरंग वेग में काफी भिन्नता आती है।
- वेग में परिवर्तन को देखकर, संपूर्ण पृथ्वी के घनत्व का अनुमान लगाया जा सकता है।
- तरंगों की दिशा में परिवर्तन (छाया क्षेत्रों का उद्भव) को देखकर, विभिन्न परतों की पहचान की जा सकती है।
S-तरंगें द्रवों में क्यों नहीं चल सकतीं? (Why S-waves cannot travel through liquids?)
- एस-तरंगें कतरनी तरंगें हैं, जो कणों को उनके प्रसार की दिशा में लंबवत ले जाती हैं।
- वे ठोस चट्टानों के माध्यम से फैल सकते हैं क्योंकि इन चट्टानों में पर्याप्त कतरनी शक्ति होती है।
- कतरनी ताकत उन ताकतों में से एक है जो चट्टान को एक साथ रखती है, और इसे टुकड़ों में गिरने से रोकती है।
- तरल पदार्थों में समान अपरूपण शक्ति नहीं होती है: इसीलिए, यदि आप एक गिलास पानी लेते हैं और अचानक गिलास हटा देते हैं, तो पानी अपने गिलास के आकार को बनाए नहीं रखेगा और बस बह जाएगा।
- वास्तव में, यह केवल कठोरता का मामला है: एस-तरंगों को फैलने के लिए पर्याप्त कठोर माध्यम की आवश्यकता होती है। इसलिए, एस-तरंगें तरल पदार्थों के माध्यम से नहीं फैलती हैं।