हमारे ग्रह का धड़कता हुआ दिल वैज्ञानिकों के लिए एक रहस्य बना हुआ है कि कैसे पृथ्वी का निर्माण हुआ और क्या इसके निर्माण में चला गया। लेकिन एक हालिया अध्ययन पृथ्वी के केंद्र में पाए जाने वाले तीव्र दबावों को फिर से बनाने में सक्षम था, जिससे शोधकर्ताओं को हमारे ग्रह के शुरुआती दिनों में एक झलक मिल गई, और यहां तक कि कोर जैसा दिख सकता है।
उन्होंने विज्ञान के हालिया अंक में अपने निष्कर्षों की घोषणा की। "अगर हम यह पता लगाते हैं कि कौन से तत्व कोर में हैं, तो हम उन परिस्थितियों को बेहतर ढंग से समझ सकते हैं जिनके तहत पृथ्वी का गठन किया गया था, जो तब हमें सौर प्रणाली के शुरुआती इतिहास के बारे में सूचित करेंगे, " लीड स्टडी के लेखक अनात शाहर ने कहा, कार्नेगी इंस्टीट्यूशन ऑन साइंस के एक भूविज्ञानी वाशिंगटन, डीसी में यह शोधकर्ताओं को यह भी बता सकता है कि हमारे अपने सौर मंडल और उससे परे दोनों में, अन्य चट्टानी ग्रह कैसे आए।
मंगल ग्रह के आकार की वस्तुओं से लेकर क्षुद्रग्रहों तक के आकार वाले चट्टानी पिंडों के बीच अनगिनत टकरावों के माध्यम से पृथ्वी ने कुछ 4.6 बिलियन साल पहले बनाई थी। जैसे-जैसे प्रारंभिक पृथ्वी बढ़ती गई, उसका आंतरिक दबाव और तापमान भी बढ़ता गया।
यह लोहे के लिए निहितार्थ था - जो पृथ्वी के अधिकांश कोर को बनाता है - हाइड्रोजन, ऑक्सीजन और कार्बन जैसे हल्के तत्वों के साथ रासायनिक रूप से बातचीत की और धातु से भारी धातु को अलग किया और ग्रह के इंटीरियर में डूब गया। मेंटल पृथ्वी की पपड़ी के नीचे की परत है, और इस क्षेत्र के माध्यम से पिघली हुई चट्टान की गति प्लेट टेक्टोनिक्स ड्राइव करती है।
वैज्ञानिकों ने लंबे समय से माना है कि बदलते तापमान उस डिग्री को प्रभावित कर सकते हैं, जो एक संस्करण, या आइसोटोप, जैसे तत्व का लोहा कोर का हिस्सा बन जाता है। इस प्रक्रिया को आइसोटोप विभाजन कहा जाता है।
अब से पहले, हालांकि, दबाव को इस प्रक्रिया को प्रभावित करने वाला एक महत्वपूर्ण चर नहीं माना जाता था। शाहर कहते हैं, "60 के दशक और 70 के दशक में, इन दबाव प्रभावों की तलाश में प्रयोग किए गए थे और कोई भी नहीं मिला था।" "अब हम जानते हैं कि वे जिन दबावों का परीक्षण कर रहे थे - लगभग दो गीगापिक्सल [GPa] - वे पर्याप्त उच्च नहीं थे।"
एक अन्य टीम के 2009 के एक पेपर ने सुझाव दिया कि दबाव उन तत्वों को प्रभावित कर सकता है जो इसे हमारे ग्रह के मूल में बनाते हैं। इसलिए शाहर और उनकी टीम ने इसके प्रभावों पर लगाम लगाने का फैसला किया, लेकिन उन उपकरणों का उपयोग करके, जो 40 GPa तक के दबाव को प्राप्त कर सकते थे - 60 GPa के बहुत करीब, जो वैज्ञानिकों को लगता है कि पृथ्वी के प्रारंभिक कोर गठन के दौरान औसत था।
अमेरिका के इलिनोइस में आर्गनोन नेशनल लेबोरेटरी में विज्ञान उपयोगकर्ता सुविधा के एक कार्यालय के यूएस डिपार्टमेंट ऑफ एनर्जी के एडवांस्ड फोटॉन सोर्स में किए गए प्रयोगों में, टीम ने दो हीरे के बिंदुओं के बीच हाइड्रोजन, कार्बन या ऑक्सीजन के साथ मिश्रित लोहे के छोटे नमूने रखे। इस "डायमंड एनविल सेल" के किनारों को अपार दबाव उत्पन्न करने के लिए एक साथ निचोड़ा गया था।
बाद में, परिवर्तित लोहे के नमूनों को उच्च शक्ति वाले एक्स-रे के साथ बमबारी कर दिया गया। शाहर ने कहा, "हम एक्स-रे का उपयोग लोहे के चरणों के कंपन गुणों की जांच करने के लिए करते हैं।" विभिन्न कंपन आवृत्तियों ने उसे बताया कि उसके नमूनों में लोहे के कौन से संस्करण हैं।
टीम ने जो पाया वह यह है कि अत्यधिक दबाव आइसोटोप के विभाजन को प्रभावित करता है। विशेष रूप से, टीम ने पाया कि लोहे और हाइड्रोजन या कार्बन के बीच प्रतिक्रियाएं - कोर में मौजूद माने जाने वाले दो तत्वों - मेंटल चट्टानों में एक हस्ताक्षर को पीछे छोड़ देना चाहिए था। लेकिन वह हस्ताक्षर कभी नहीं मिला।
"इसलिए, हमें नहीं लगता कि हाइड्रोजन और कार्बन कोर में मुख्य प्रकाश तत्व हैं, " शाहर ने कहा।
इसके विपरीत, समूह के प्रयोगों के अनुसार, लोहे और ऑक्सीजन के संयोजन ने मेंटल में पीछे कोई निशान नहीं छोड़ा होगा। तो यह अभी भी संभव है कि ऑक्सीजन पृथ्वी के मूल में हल्के तत्वों में से एक हो सकता है।
निष्कर्ष, परिकल्पना का समर्थन करते हैं कि ऑक्सीजन और सिलिकॉन पृथ्वी के कोर में भंग होने वाले प्रकाश तत्वों के थोक बनाते हैं, जोसेफ ओ'रूर्के कहते हैं, जो कैलिफोर्निया के पसादेना में कैलटेक के एक भूभौतिकीविद् हैं, जो अध्ययन में शामिल नहीं थे।
ओ'रॉर्के कहते हैं, "मंथली में ऑक्सीजन और सिलिकॉन प्रचुर मात्रा में पाए जाते हैं, और हम जानते हैं कि वे लोहे में घुलनशील हैं।" "चूंकि ऑक्सीजन और सिलिकॉन मूल रूप से कोर में प्रवेश करने की गारंटी है, इसलिए हाइड्रोजन और कार्बन जैसे अन्य उम्मीदवारों के लिए ज्यादा जगह नहीं है।"
शाहर ने कहा कि उनकी टीम की योजना सिलिकॉन और सल्फर, कोर के अन्य संभावित घटकों के साथ अपने प्रयोग को दोहराने की है। अब जब उन्होंने दिखाया है कि दबाव अंशांकन को प्रभावित कर सकता है, तो समूह दबाव और तापमान के प्रभावों को एक साथ देखने की योजना भी बनाता है, जिसके बारे में वे अनुमान लगाते हैं कि अकेले एक से अधिक परिणाम होंगे। “हमारे प्रयोग सभी ठोस लोहे के नमूनों के साथ कमरे के तापमान पर किए गए थे। लेकिन कोर गठन के दौरान, सब कुछ पिघल गया था, ”शाहर ने कहा।
ऐसे प्रयोगों से निष्कर्ष हमारे स्वयं के सौर मंडल से परे एक्सोप्लैनेट, या ग्रहों के लिए प्रासंगिक हो सकते हैं, वैज्ञानिकों का कहना है। "एक्सोप्लैनेट्स के लिए, आप केवल उनकी सतहों या वायुमंडल को देख सकते हैं, " शाहर ने कहा। लेकिन उनके अंदरूनी हिस्से को कैसे प्रभावित करते हैं, सतह पर क्या होता है, उसने पूछा। "उन सवालों का जवाब प्रभावित करेगा कि क्या किसी ग्रह पर जीवन है या नहीं।"
इस शोध के बारे में और दीप कार्बन वेधशाला में और जानें।
संपादक का नोट, 5 मई, 2016: इस कहानी को मूल रूप से वाशिंगटन, डीसी में प्रयोगों के स्थल पर रखा गया। वे इलिनोइस की एक प्रयोगशाला में आयोजित किए गए थे।
