பூமி கிரகத்தின் உள் அமைப்பு

பூமி கிரகத்தின் உள் அமைப்பு

பூமியின் மேற்பரப்பு பெரும்பாலும் 'எளிமையானதாக'த் தோன்றுகிறது: கண்டங்கள், பெருங்கடல்கள், மலைத்தொடர்கள் மற்றும் அதை மூடியிருக்கும் வளிமண்டலம். இருப்பினும், நம் கால்களுக்குக் கீழே, பில்லியன் கணக்கான ஆண்டுகளாக புவியியல் செயல்முறைகளால் அடுக்குகளாகவும், தொடர்ந்து மாறிக்கொண்டும் இருக்கும் ஒரு வியக்கத்தக்க சிக்கலான உள் கட்டமைப்பு உள்ளது. பூமியின் உள் கட்டமைப்பைப் புரிந்துகொள்வது புவி அறிவியலுக்கு மட்டுமல்ல, பூகம்பங்கள் ஏன் ஏற்படுகின்றன, எரிமலைகள் எவ்வாறு உருவாகின்றன, கண்டங்கள் எவ்வாறு நகர்கின்றன, மற்றும் தீங்கு விளைவிக்கும் கதிர்வீச்சிலிருந்து உயிர்களைப் பாதுகாக்கும் காந்தப்புலம் பூமிக்கு ஏன் உள்ளது என்பதை விளக்குவதற்கும் மிகவும் முக்கியமானது.

பொதுவாக, பூமியின் உள்ளக அமைப்பு மேலோடு, கவசம் மற்றும் கரு என மூன்று முக்கிய அடுக்குகளாகப் பிரிக்கப்பட்டுள்ளது. இந்தப் பிரிவானது பாறைகளின் வேதியியல் கலவை மற்றும் இயற்பியல் பண்புகளை அடிப்படையாகக் கொண்டது. விஞ்ஞானிகள், பொருட்களின் இயந்திரவியல் பண்புகளின் அடிப்படையிலும் அடுக்குகளை வேறுபடுத்துகின்றனர்; எடுத்துக்காட்டாக, திடமான பாறைக்கோளம் மற்றும் அதிக நெகிழ்வுத்தன்மை கொண்ட மென்பாறைக்கோளம். பூமியின் உட்பகுதி பற்றிய தகவல்கள், பூகம்பங்களிலிருந்து வரும் நில அதிர்வு அலைகளின் பகுப்பாய்வு, உயர் அழுத்த ஆய்வகச் சோதனைகள், மற்றும் ஈர்ப்பு மற்றும் காந்தப்புலங்களின் கண்காணிப்புகள் போன்ற பல்வேறு முறைகள் மூலம் பெறப்படுகின்றன.

1. பூமியின் மேலோடு: மெல்லிய ஆனால் இயங்குதன்மை கொண்ட வெளிப்புற அடுக்கு

புவியின் மேலோடு என்பது நாம் வாழும் பூமியின் வெளிப்புற அடுக்கு ஆகும். பூமியின் ஒட்டுமொத்த அளவோடு ஒப்பிடும்போது, ​​இந்த மேலோடு ஒரு ஆப்பிளின் தோலைப் போல மிகவும் மெல்லியதாகும். மேலோட்டின் தடிமன் மாறுபடும்: கடல் மேலோடு சராசரியாக சுமார் 5–10 கி.மீ. தடிமன் கொண்டது, அதேசமயம் கண்ட மேலோடு பொதுவாக 30–70 கி.மீ. தடிமன் கொண்டது, மேலும் இமயமலை போன்ற பெரிய மலைத்தொடர்களுக்குக் கீழே இது இன்னும் தடிமனாகக் காணப்படலாம்.

கடல் மேலோடு முதன்மையாக இரும்பு மற்றும் மெக்னீசியம் நிறைந்த பசால்டிக் பாறைகளால் ஆனது மற்றும் அதிக அடர்த்தியானது. கண்ட மேலோடு சிலிக்கா மற்றும் அலுமினியம் நிறைந்த கிரானைட் பாறைகளை அதிகமாகக் கொண்டிருப்பதால், அது "இலகுவானதாக" இருக்கும். அமைப்பு மற்றும் அடர்த்தியில் உள்ள இந்த வேறுபாடு புவித்தட்டு இயக்கவியலில் முக்கியமானது: கண்ட மேலோட்டைக் காட்டிலும் அடர்த்தியான கடல் மேலோடு எளிதாக உள்செருகப்படுகிறது (கீழ்நோக்கிச் சரியும்).

புவி மேலோடு மெல்லியதாக இருந்தாலும், அதுவே நம்மால் மிக எளிதாகக் காணக்கூடிய பகுதியாகும். வானிலைச் சிதைவு, அரிப்பு, படிவுப் படிதல் மற்றும் புவித்தட்டுச் செயல்பாடு ஆகியவை புவி மேலோட்டைத் தொடர்ந்து மறுவடிவமைத்து வருகின்றன. மேலும், புவி மேலோடு புதைபடிவங்கள், படிவு அடுக்குகள் மற்றும் பாறைக் கட்டமைப்புகள் வடிவில் புவியின் புவியியல் வரலாற்றைப் பாதுகாக்கிறது.

2. நிலக்கோளம் மற்றும் மென்கோளம்: தட்டு இயக்கத்தின் இயந்திரவியல் அடிப்படை

மேலோட்டிற்குக் கீழே, இயந்திரவியல் பண்புகளின் அடிப்படையிலான ஒரு பிரிவு மிகவும் பயனுள்ளதாக அமைகிறது. மேலோடு, கவசத்தின் மிக மேல் பகுதியுடன் சேர்ந்து, புவித்தட்டுக்களாகப் பிளவுபட்ட ஒரு திடமான அடுக்கான பாறைக்கோளத்தை உருவாக்குகிறது. இந்தப் பாறைக்கோளம், மென்பாறைக்கோளம் எனப்படும் அதிக நெகிழ்வுத்தன்மை கொண்ட ஒரு அடுக்கின் மீது மெதுவாக நகர்கிறது.

அஸ்தனோஸ்பியர் சுமார் 100–350 கி.மீ. ஆழத்தில் அமைந்துள்ளது (இடம் பொறுத்து இது மாறுபடும்). இது திட நிலையில் இருந்தாலும், அதிக வெப்பநிலை மற்றும் குறிப்பிட்ட அழுத்த நிலைமைகள் காரணமாக, அஸ்தனோஸ்பியரில் உள்ள பாறைகள் புவியியல் கால அளவுகளில் மிக மெதுவாகப் பாயும் திறன் கொண்டவை. இந்த மெதுவான பாய்வு, புவித்தட்டுகள் நகரவும், மோதவும், விலகிச் செல்லவும் அல்லது ஒன்றையொன்று கடந்து செல்லவும் அனுமதிக்கிறது. இதன் விளைவுகள், மலைகள், கடலடி அகழிகள், நடுக்கடல் முகடுகள் மற்றும் நிலநடுக்கங்கள் போன்றவற்றின் உருவாக்கமாக மேற்பரப்பில் காணப்படுகின்றன.

3. பூமியின் கவசம்: மிகப்பெரிய அடுக்கு, புவி இயக்கவியலின் முக்கிய இயந்திரம்

புவி மேலோட்டின் அடிப்பகுதியில் இருந்து சுமார் 2.900 கி.மீ. ஆழம் வரை நீண்டுள்ள கவசமே மிகத் தடிமனான அடுக்காகும். புவியின் கன அளவில் பெரும்பகுதியை கவசமே கொண்டுள்ளதுடன், வெப்பச் சுழற்சி மூலம் பல புவியியல் செயல்முறைகளை ஒழுங்குபடுத்தும் "இயந்திரமாகவும்" செயல்படுகிறது. கவசமானது, பெரிடோடைட் போன்ற மெக்னீசியம் மற்றும் இரும்புச்சத்து நிறைந்த சிலிக்கேட் கனிமங்களால் பிரதானமாக ஆனது. இது பெரும்பாலும் திரவமாகக் கருதப்பட்டாலும், கவசத்தின் பெரும்பகுதி திடப்பொருளாகவே உள்ளது. இருப்பினும், இந்தத் திடப்பொருட்கள் நெகிழ்வு உருமாற்றத்திற்கு உள்ளாகி மெதுவாகப் பாயும் திறன் கொண்டவை.

புவி மேலோடு, மேல் மேலோடு மற்றும் கீழ் மேலோடு எனப் பிரிக்கப்பட்டுள்ளது. மேல் மேலோட்டில் மென்பனிக்கோளம் மற்றும் இடைநிலை மண்டலம் ஆகியவை அடங்கும்; அதே சமயம் கீழ் மேலோடு ஆழமானது மற்றும் அதிக அழுத்தம் மற்றும் பாகுத்தன்மையைக் கொண்டுள்ளது.

அ. மாறுதல் மண்டலம்: ஒரு முக்கியமான கனிமவியல் எல்லை
410 கி.மீ முதல் 660 கி.மீ வரையிலான ஆழங்களில், உயர் அழுத்தத்தின் காரணமாக கனிமங்கள் தங்கள் படிக அமைப்பை மாற்றிக்கொள்ளும் ஒரு மாறுதல் மண்டலம் உள்ளது. கனிமத்தின் இந்த நிலை மாற்றம் நில அதிர்வு அலைகளின் வேகத்தைப் பாதிக்கிறது, இதனால் நில அதிர்வுத் தரவுகளின் மூலம் இந்த மண்டலத்தை அடையாளம் காண முடிகிறது. இந்த மாறுதல் மண்டலம், புவி மேலோட்டுப் பொருள் எவ்வாறு மேலும் கீழும் நகர்கிறது என்பதைப் பாதிக்கும் ஒரு "எல்லையாக" பெரும்பாலும் பார்க்கப்படுகிறது.

b. புவி மேலோட்டு வெப்பச்சலனம் மற்றும் புவித்தட்டு இயக்கவியல்
பூமியின் உள்ளக வெப்பமானது, கோளின் உருவாக்கத்தின் போது எஞ்சியிருக்கும் வெப்பம் மற்றும் கதிரியக்கத் தனிமங்களின் சிதைவு ஆகியவற்றிலிருந்து உருவாகிறது. இந்த வெப்பம் புவி மேலோட்டு அடுக்கில் வெப்பச் சுழற்சி நீரோட்டங்களை இயக்குகிறது: வெப்பமான பொருள்கள் மேலே எழ முனைகின்றன, அதே சமயம் குளிர்ச்சியான பொருள்கள் கீழே மூழ்குகின்றன. இந்த வெப்பச் சுழற்சியே நீண்ட கால புவித்தட்டு இயக்கத்தின் முதன்மைக் காரணியாகும். சில இடங்களில், வெப்பமான பொருள்கள் மேலே எழுந்து புவி மேலோட்டு அடுக்கின் நீர்மக் கற்றைகளை உருவாக்குகின்றன. இவை, ஹவாய் போன்ற வெப்பப் புள்ளி எரிமலைகள் எனும் பெரும் எரிமலைச் செயல்பாடுகளைத் தூண்டக்கூடும்.

4. பூமியின் கரு: காந்தப்புலத்தின் மூலம் மற்றும் அதன் உள் இயக்கவியலின் இரகசியங்கள்

மேலோட்டிற்குக் கீழே பூமியின் மையப்பகுதி அமைந்துள்ளது, இது வெளி மையப்பகுதி மற்றும் உள் மையப்பகுதி எனப் பிரிக்கப்பட்டுள்ளது. மேலோட்டிற்கும் மையப்பகுதிக்கும் இடையிலான எல்லையிலிருந்து பூமியின் மையம் வரையிலான மையப்பகுதியின் மொத்தத் தடிமன் சுமார் 3.480 கி.மீ. ஆகும். மையப்பகுதியே உண்மையில் கோளின் "இதயம்" ஆகும், மேலும் இது அதன் மேலுள்ள அடுக்குகளிலிருந்து அதன் அமைப்பு மற்றும் இயற்பியல் பண்புகள் ஆகிய இரண்டிலும் மிகவும் வேறுபட்டது.

அ. வெளிப்புற மைய: திரவ இரும்பு-நிக்கல் ஜியோடைனமோ ஜெனரேட்டர்
வெளிப்புற மையப்பகுதி சுமார் 2.900–5.150 கி.மீ. ஆழத்தில் அமைந்துள்ளது மற்றும் திரவ நிலையில் உள்ளது. அதன் அமைப்பில் இரும்பு மற்றும் நிக்கல் ஆகியவை பிரதானமாக உள்ளன; மேலும், அதன் அடர்த்தி மற்றும் உருகுநிலையைப் பாதிக்கும் கந்தகம், ஆக்ஸிஜன் அல்லது சிலிக்கான் போன்ற இலேசான தனிமங்களும் சிறிய அளவில் உள்ளன. இது திரவமாகவும் மின்கடத்தும் தன்மையுடனும் இருப்பதால், வெளிப்புற மையப்பகுதி வலுவான வெப்பச்சலன நீரோட்டங்களுக்கு உட்படுகிறது.

புவியின் சுழற்சியால் தூண்டப்பட்டு, அதன் வெளி மையத்தில் உள்ள கடத்தும் திரவங்களின் இயக்கம், புவி இயக்க ஆற்றல் (geodynamo) எனப்படும் ஒரு பொறிமுறையின் மூலம் புவியின் காந்தப்புலத்தை உருவாக்குகிறது. இந்தக் காந்தப்புலம் காந்தக்கோளத்தை உருவாக்குகிறது, இது சூரியனிலிருந்து வரும் மின்னூட்டம் பெற்ற துகள்களைத் திசைதிருப்பி, அதன் மூலம் வளிமண்டலத்தையும் உயிரினங்களையும் பாதுகாக்க உதவுகிறது. வெளி மையத்தின் ஓட்டத்தில் ஏற்படும் ஏற்ற இறக்கங்கள், புவியியல் கால அளவுகளில் நிகழும் காந்தத் துருவத் தலைகீழ் மாற்றங்கள் உட்பட, காந்தப்புலத்தில் ஏற்படும் மாற்றங்களுடனும் தொடர்புடையவை.

ஆ. உள் கரு: பூமியின் அடர்த்தியான, மிகவும் வெப்பமான மையம்.
பூமியின் மையத்திலிருந்து (6.371 கி.மீ.) சுமார் 5.150 கி.மீ. ஆழத்தில் உள்ளகக் கரு அமைந்துள்ளது, மேலும் அது திடமானது. அதன் வெப்பநிலை மிக அதிகமாக (ஆயிரக்கணக்கான டிகிரி செல்சியஸ்) இருக்கும் என மதிப்பிடப்பட்டாலும், அங்குள்ள அதீத அழுத்தம் இரும்பு-நிக்கல் பொருளைத் திடமாக வைத்திருக்கிறது. பூமி குளிர்வடையும்போது, ​​வெளிப்புறக் கருவில் உள்ள இரும்புப் பொருள் திடமாவதால், உள்ளகக் கரு மெதுவாகத் தொடர்ந்து வளரும் என்று நம்பப்படுகிறது.

உள்ளகத்தின் வளர்ச்சியானது மறை வெப்பத்தை வெளியிடுவதோடு, புற உள்ளகத்தின் அமைப்பையும் மாற்றக்கூடும் (ஏனெனில் சில தனிமங்கள் திரவ நிலையில் இருக்க விரும்புகின்றன). இந்தச் செயல்முறை புற உள்ளகத்தில் வெப்பச்சலனத்தைப் பராமரிக்க உதவுகிறது, இதன்மூலம் காந்தப்புலத்தின் நீண்டகால நிலைத்தன்மைக்குப் பங்களிக்கிறது.

5. விஞ்ஞானிகள் பூமியின் உட்பகுதியை எவ்வாறு காண்கிறார்கள்?

நம்மால் பூமியின் மையம் வரை துளையிட முடியாததால் (மனிதனால் தோண்டப்பட்ட மிக ஆழமான துளை சில டஜன் கிலோமீட்டர்கள் மட்டுமே), அறிவியல் மறைமுகமான அணுகுமுறைகளையே சார்ந்துள்ளது:

1. நில அதிர்வுவியல்: நிலநடுக்கங்களிலிருந்து உருவாகும் P (முதன்மை) அலைகளும் S (இரண்டாம் நிலை) அலைகளும், பொருளின் அடர்த்தி மற்றும் நிலையைப் பொறுத்து வெவ்வேறு வேகத்தில் பூமிக்குள் பயணிக்கின்றன. S அலைகளால் திரவங்கள் வழியே பயணிக்க முடியாது, எனவே சில மண்டலங்களில் S அலைகள் இல்லாதது, பூமியின் வெளிக்கரு திரவ நிலையில் உள்ளது என்பதை நிரூபிக்க உதவுகிறது.
2. உயர் அழுத்தச் சோதனைகள்: புவியின் மேலோடு மற்றும் மையப்பகுதியின் நிலைமைகளை உருவகப்படுத்துவதற்காக, கனிமங்கள் சிறப்புச் சாதனங்களில் சூடுபடுத்தப்பட்டு அழுத்தப்படுகின்றன. இதன் மூலம், விஞ்ஞானிகள் மிக ஆழமான பகுதிகளில் பொருட்களின் நடத்தையைப் புரிந்துகொள்கிறார்கள்.
3. ஈர்ப்பு விசை மற்றும் புவி அளவியல்: ஈர்ப்புப் புலத்தில் ஏற்படும் மாறுபாடுகள், பூமியின் உட்புறத்தில் உள்ள நிறையின் பரவல் குறித்த தடயங்களை வழங்குகின்றன.
4. புவிகாந்தவியல்: காந்தப்புலத்தின் ஆய்வுகள், வெளி மையத்தின் இயக்கவியலை மாதிரியாக்க உதவுகின்றன.

6. முடிவுரை: ஒன்றோடொன்று இணைக்கப்பட்ட அடுக்கு அமைப்பு

பூமியின் உள்ளக அமைப்பு என்பது வெறும் நிலையான அடுக்குகளின் தொகுப்பு மட்டுமல்ல. மேலோடு உயிர்களைத் தாங்கி, புவியியல் வரலாற்றைப் பதிவு செய்கிறது; நிலக்கோளம் புவித்தட்டுகளாக நகர்கிறது; மென்மண்டலம் அந்த இயக்கத்திற்கு ஒரு நெகிழ்வான "அடிப்படையை" வழங்குகிறது; கவசம் மேற்பரப்பு இயக்கவியலை இயக்கும் வெப்ப ஓட்டத்தை ஒழுங்குபடுத்துகிறது; மற்றும் கரு—குறிப்பாக வெளிக்கரு—ஒரு பாதுகாப்பு காந்தப்புலத்தை உருவாக்குகிறது. இந்த அடுக்குகள் அனைத்தும் ஒன்றையொன்று பாதித்து, ஒரு சுறுசுறுப்பான மற்றும் பரிணமிக்கும் கோள் அமைப்பை உருவாக்குகின்றன.

பூமியின் உள் கட்டமைப்பைப் புரிந்துகொள்வது, இயற்கை அறிகுறிகளைப் படிக்கவும், புவியியல் அபாயங்களைக் கணிக்கவும், வளங்களைக் கண்டறியவும், மேலும் பூமியை வாழ்வதற்கு உகந்ததாக மாற்றும் நிலைமைகளை மதிப்பிடவும் நமக்கு உதவுகிறது. வெளித்தோற்றத்தில் அமைதியாகத் தோன்றும் அதன் மேற்பரப்பிற்குக் கீழே, பூமி ஒரு புவியியல் ரீதியாக உயிருள்ள கோளாகும் — மேலும் அதன் உள் கட்டமைப்பே அந்த ஆற்றல்மிக்க வாழ்வின் முதன்மை உந்துசக்தியாகும்.