1. पृथ्वी की आंतरिक संरचना (Earth's Interior & Structure)
1.1 पृथ्वी की परतें (Layered Structure of the Earth)
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भूपर्पटी (Crust): यह पृथ्वी का सबसे बाहरी ठोस भाग है। यह अत्यधिक भंगुर (brittle) है।
- महासागरीय भूपर्पटी (Oceanic Crust): इसकी औसत मोटाई 5 से 7 किमी (औसत 5 किमी) है। यह मुख्य रूप से बेसाल्ट चट्टानों से बनी है और अधिक सघन (घनत्व ~3.0 g/cm³) है।
- महाद्वीपीय भूपर्पटी (Continental Crust): इसकी औसत मोटाई 30 से 40 किमी है, जो मुख्य पर्वतीय श्रृंखलाओं (जैसे हिमालय के नीचे 70 किमी तक) के नीचे और भी अधिक मोटी है। यह ग्रेनाइट चट्टानों से बनी है (घनत्व ~2.7 g/cm³)।
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मेंटल (Mantle): यह मोह असंततता (Moho's Discontinuity) से प्रारंभ होकर 2,900 किमी की गहराई तक विस्तृत है।
- दुर्बलतामंडल (Asthenosphere): मेंटल का ऊपरी भाग दुर्बलतामंडल कहलाता है, जो लगभग 400 किमी तक फैला है। यह आंशिक रूप से पिघली हुई अवस्था में है और ज्वालामुखी उद्गार के दौरान धरातल पर पहुँचने वाले मैग्मा का मुख्य स्रोत है।
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क्रोड (Core): मेंटल और क्रोड की सीमा 2,900 किमी की गहराई पर है। क्रोड भारी पदार्थों, मुख्य रूप से निकेल (Ni) और लोहे (Fe) से बना है, इसलिए इसे निफ़े (Nife) परत भी कहते हैं।
- बाह्य क्रोड (Outer Core): यह तरल/तरल-सदृश अवस्था में है।
- आंतरिक क्रोड (Inner Core): यह अत्यधिक दाब के कारण ठोस अवस्था में है और पृथ्वी का सबसे सघन भाग (घनत्व ~13 g/cm³) है।
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स्थलमंडल (Lithosphere): भूपर्पटी तथा ऊपरी ठोस मेंटल को मिलाकर स्थलमंडल कहते हैं। इसकी मोटाई 10 से 200 किमी के बीच होती है।
1.2 आंतरिक संरचना की जानकारी के स्रोत (Sources of Information)
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प्रत्यक्ष स्रोत (Direct Sources):
- धरातलीय चट्टानें तथा खनन क्षेत्रों से प्राप्त चट्टानें (जैसे दक्षिण अफ्रीका की सोने की खदानें जो 3–4 किमी गहरी हैं)।
- महासागरीय ड्रिलिंग परियोजनाएँ (जैसे आर्कटिक महासागर में कोला / Kola क्षेत्र में 12 किमी गहराई तक का सबसे गहरा छेद)।
- ज्वालामुखी उद्गार से बाहर आने वाला प्रत्यक्ष मैग्मा।
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अप्रत्यक्ष स्रोत (Indirect Sources):
- गहराई के साथ तापमान, दाब और घनत्व में वृद्धि।
- उल्कापिंडों (Meteors) का अध्ययन।
- गुरुत्वाकर्षण विसंगति (Gravity Anomaly) तथा चुंबकीय सर्वेक्षण (Magnetic Surveys)।
- भूकंपीय तरंगों का व्यवहार (Seismic Wave Behavior): यह पृथ्वी की आंतरिक संरचना को जानने का सबसे प्रामाणिक अप्रत्यक्ष स्रोत है।
2. अंतर्जात बल एवं भूकंप विज्ञान (Endogenic Forces & Seismology)
2.1 अंतर्जात ऊर्जा एवं पटल विरूपण (Endogenic Energy & Diastrophism)
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ऊर्जा के स्रोत: रेडियोधर्मी क्रियाएँ (radioactivity), घूर्णी एवं ज्वारीय घर्षण (rotational & tidal friction), तथा पृथ्वी की उत्पत्ति के समय की तापीय ऊर्जा।
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पटल विरूपण (Diastrophism): वे सभी प्रक्रियाएँ जो भूपर्पटी को विस्थापित, उत्थापित या निर्मित करती हैं:
- पर्वतनी प्रक्रियाएँ (Orogenic Processes): तीक्ष्ण वलन (folding) द्वारा पर्वतों का निर्माण करती हैं।
- महाद्वीप निर्माणकारी प्रक्रियाएँ (Epeirogenic Processes): महाद्वीपों के बड़े भागों का उत्थान या निमज्जन (warping/uplift) करती हैं।
2.2 भूकंप विज्ञान एवं भूकंपीय तरंगें (Seismology & Wave Dynamics)
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भूकंप की क्रियाविधि: भ्रंश रेखा (fault plane) के अनुदिश ऊर्जा के अचानक मुक्त होने से कंपन उत्पन्न होते हैं।
- उद्गम केंद्र / हाइपोसेंटर (Focus / Hypocentre): भू-गर्भ में वह स्थान जहाँ से ऊर्जा मुक्त होती है।
- अधिकेंद्र (Epicentre): भू-पृष्ठ पर वह बिंदु जो उद्गम केंद्र के ठीक ऊपर (90° के कोण पर) स्थित होता है।
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भूकंपीय तरंगों के प्रकार:
- प्राथमिक तरंगें (P-Waves): ये अनुदैर्ध्य (longitudinal) तरंगें हैं जो ध्वनि तरंगों की भांति चलती हैं। ये ठोस, द्रव और गैस तीनों माध्यमों में गति कर सकती हैं।
- द्वितीयक तरंगें (S-Waves): ये अनुप्रस्थ (transverse) तरंगें हैं जो प्रकाश तरंगों की भांति गति करती हैं। ये केवल ठोस माध्यम में ही गमन कर सकती हैं (द्रव में गायब हो जाती हैं)।
- धरातलीय तरंगें (Surface / L-Waves): ये धरातल के अनुदिश चलती हैं। ये सबसे विनाशकारी तरंगें होती हैं और चट्टानों में विस्थापन उत्पन्न करती हैं।
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छाया क्षेत्र (Shadow Zones):
- भूकंपलेखी (Seismograph) पर तरंगों के न पहुँचने वाले विशिष्ट क्षेत्र।
- P-तरंगों का छाया क्षेत्र: अधिकेंद्र से 105° से 145° के बीच का क्षेत्र।
- S-तरंगों का छाया क्षेत्र: अधिकेंद्र से 105° से परे का संपूर्ण क्षेत्र (क्योंकि S-तरंगें बाह्य तरल क्रोड को पार नहीं कर पातीं)।
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मापन एवं प्रभाव:
- रिक्टर स्केल (Richter Scale): भूकंप की तीव्रता/ऊर्जा विमुक्ति का मापन (0–10)।
- मर्केली स्केल (Mercalli Scale): भूकंपीय आघात/विनाश की तीव्रता का मापन (1–12)।
- प्राचीन भारतीय संदर्भ: वराहमिहिर की रचना बृहत्संहिता (Brihatsamhita) में भूकंपों के कारणों और लक्षणों का वर्णन।
3. ज्वालामुखी एवं अंतर्वेशी स्थलरूप (Volcanism & Volcanic Features)
3.1 बहिर्वेशी ज्वालामुखी स्थलरूप (Extrusive Volcanic Landforms)
- शील्ड ज्वालामुखी (Shield Volcanoes): ये कम विस्फोटक होते हैं और अत्यधिक तरल बेसाल्ट लावा से बनते हैं। इनके ढाल धीमे और विस्तृत होते हैं (जैसे हवाई द्वीप के ज्वालामुखी)।
- मिश्रित ज्वालामुखी (Composite Volcanoes): ये ठंडे एवं गाढ़े (विस्कस) लावा तथा पायरोक्लास्टिक पदार्थों एवं राख के जमाव से बनते हैं। इनके उद्गार अत्यधिक विस्फोटक होते हैं।
- काल्डेरा (Calderas): यह पृथ्वी पर पाए जाने वाले सबसे अधिक विस्फोटक ज्वालामुखी हैं। उद्गार के समय ये स्वयं ही धंस जाते हैं और एक बड़ा गर्त बना लेते हैं।
- बेसाल्ट प्रवाह क्षेत्र (Flood Basalt Provinces): इनमें अत्यंत तरल लावा का विशाल भू-भाग पर छिड़काव होता है (जैसे भारत का दक्कन ट्रैप)।
- मध्य-महासागरीय कटक ज्वालामुखी (Mid-Ocean Ridge Volcanoes): महासागरीय बेसिनों में 70,000 किमी से अधिक लंबी कटक श्रृंखला के अनुदिश होने वाले उद्गार।
3.2 अंतर्वेशी आग्नेय रूप (Intrusive Igneous Forms)
जब मैग्मा धरातल पर पहुँचने से पहले ही भूपर्पटी के भीतर ठंडा होकर जम जाता है:
- बैथोलिथ (Batholiths): भूपर्पटी की गहराई में ठंडे होने वाले विशाल गुंबदाकार ग्रेनाइटिक पिंड।
- लैकोलिथ (Laccoliths): समतल तल और गुंबदाकार ऊपरी भाग वाले विशाल अंतर्वेशी पिंड, जो एक पाइप-नुमा वाहिका से जुड़े होते हैं।
- लेपोलिथ एवं फैकोलिथ (Lapoliths & Phacoliths): तश्तरीनुमा अवतल जमाव को लेपोलिथ कहते हैं; जबकि मोड़दार संरचनाओं (अभिनति व अपनति) में जमने वाले मैग्मा को फैकोलिथ कहते हैं।
- सिल एवं शीट (Sills & Sheets): क्षैतिज दिशा में जमने वाली पट्टिकाएँ (गाढ़ी परत को सिल तथा पतली परत को शीट कहते हैं)।
- डाइक (Dykes): दरारों में दीवार की भांति लंबवत रूप में जमने वाला मैग्मा (दक्कन ट्रैप के निर्माण में डाइक ने फीडर का कार्य किया)।
4. महाद्वीपीय एवं महासागरीय बेसिनों के विकास के सिद्धांत (Continental & Oceanic Basin Evolution)
4.1 महाद्वीपीय विस्थापन सिद्धांत (Continental Drift Theory)
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अल्फ्रेड वेगनर (1912): इन्होंने सुझाव दिया कि सभी महाद्वीप एक विशाल स्थलखंड पेंजिया (Pangaea) के रूप में जुड़े थे, जो पैंथलासा (Panthalassa) नामक महासागर से घिरा था। लगभग 200 मिलियन वर्ष पूर्व पेंजिया का विभाजन लौरेशिया (Laurasia) और गोंडवानालैंड (Gondwanaland) में हुआ।
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विस्थापन के प्रमाण:
- महाद्वीपों में साम्य (Jig-Saw-Fit): अटलांटिक महासागर के दोनों तटों (दक्षिण अमेरिका एवं अफ्रीका) की तटरेखाओं का अद्भुत मिलन (बुलर्ड द्वारा 1964 का कंप्यूटर मॉडल)।
- महासागरों के पार चट्टानों की आयु में समानता: ब्राजील तट और पश्चिमी अफ्रीका की प्राचीन चट्टानों (2,000 मिलियन वर्ष पुरानी) का मेल।
- टिलाइट जमाव (Tillite): हिमानी निक्षेपण से बने अवसादी शैल जो भारत, अफ्रीका, मेडागास्कर, अंटार्कटिका और ऑस्ट्रेलिया में समान रूप से पाए जाते हैं।
- प्लेसर निक्षेप (Placer Deposits): घाना तट पर सोने के प्लेसर निक्षेपों का होना, जबकि स्रोत चट्टानें ब्राजील में स्थित हैं।
- जीवाश्मों का वितरण (Fossils Distribution): मेसोसॉरस (Mesosaurus) नामक छोटे सरीसृप के अवशेष केवल दक्षिण अफ्रीका और ब्राजील में पाए जाते हैं।
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विस्थापन के बल: ध्रुवीय भग बल (Pole-fleeing force - पृथ्वी का घूर्णन) तथा ज्वारीय बल (Tidal force)।
4.2 संवहन धारा एवं सागरीय अधस्तल विस्तार (Convection Current & Sea Floor Spreading)
- संवहन धारा सिद्धांत (Convection Current Theory): आर्थर होम्स (1930s) ने बताया कि मेंटल में रेडियोधर्मी तत्वों के तापीय अंतर से संवहन धाराएँ चलती हैं।
- सागरीय अधस्तल विस्तार (Sea Floor Spreading): हैरी हैस (1961) के अनुसार, मध्य-महासागरीय कटकों के अनुदिश ज्वालामुखी उद्गार से नवीन महासागरीय परपटी का निर्माण होता है। यह नवीन परपटी कटकों से दूर खिसकती है और महासागरीय गर्तों (trenches) में जाकर सबडक्ट (प्रविष्ट) होकर पुनः पिघल जाती है।
5. प्लेट विवर्तनिकी सिद्धांत एवं भारतीय प्लेट (Plate Tectonics & Indian Plate)
5.1 प्लेट विवर्तनिकी की अवधारणा (Plate Tectonics Concept)
- मैकेंजी, पार्कर और मॉर्गन (1967) द्वारा प्रतिपादित (डब्ल्यू. जे. मॉर्गन के विचारों पर आधारित)।
- प्लेट एवं गति: स्थलमंडल कई दृढ़ खंडों में विभाजित है जिन्हें विवर्तनिक प्लेटें (Tectonic Plates) कहते हैं।
- 7 मुख्य प्लेटें: प्रशांत, उत्तरी अमेरिकी, दक्षिणी अमेरिकी, यूरेशियाई, अफ़्रीकी, इंडो-ऑस्ट्रेलियाई, तथा अंटार्कटिक प्लेट।
- गौण प्लेटें: कोकोस, नाज़का, अरेबियन, फ़िलिपाइन, कैरोलिन, आदि।
5.2 प्लेट सीमाओं के प्रकार (Types of Plate Boundaries)
- अपसारी सीमा (Divergent Boundaries): जहाँ प्लेटें एक-दूसरे से विपरीत दिशा में हटती हैं और नवीन परपटी का निर्माण होता है (जैसे मध्य-अटलांटिक कटक)।
- अभिसारी सीमा (Convergent Boundaries): जहाँ प्लेटें एक-दूसरे की ओर आती हैं और एक प्लेट दूसरी के नीचे प्रविष्ट (subduct) होती है (जैसे महाद्वीपीय-महाद्वीपीय अभिसरण से हिमालय का निर्माण)।
- रूपांतर सीमा (Transform Boundaries): जहाँ प्लेटें एक-दूसरे के साथ क्षैतिज दिशा में सरकती हैं, जहाँ न तो परपटी का निर्माण होता है और न ही विनाश (जैसे सैन एंड्रियास भ्रंश)।
5.3 भारतीय प्लेट का प्रवाह एवं हिमालय का निर्माण (Indian Plate Movement)
- प्रारंभिक स्थिति: भारतीय प्लेट गोंडवानालैंड का भाग थी और ऑस्ट्रेलिया से जुड़ी हुई थी। लगभग 200 मिलियन वर्ष पूर्व यह उत्तर की ओर प्रवाहित होने लगी।
- टेथिस सागर एवं दक्कन ट्रैप: भारतीय प्लेट और यूरेशियाई प्लेट के बीच टेथिस सागर (Tethys Sea) स्थित था। उत्तर की ओर खिसकते समय (~60 मिलियन वर्ष पूर्व) रेयूनियन हॉटस्पॉट के ऊपर से गुजरते हुए दक्कन ट्रैप का विशाल ज्वालामुखी उद्गार हुआ।
- हिमालय की उत्पत्ति: लगभग 40–50 मिलियन वर्ष पूर्व भारतीय प्लेट की यूरेशियाई प्लेट से टकराने (महाद्वीप-महाद्वीप अभिसरण) से टेथिस सागर के अवसाद वलित होकर हिमालय पर्वत श्रृंखला के रूप में उठे। यह प्रक्रिया आज भी जारी है, जिससे हिमालय की ऊँचाई बढ़ रही है।