एक दशक लंबी खोज पृथ्वी के मेंटल में ड्रिल करने के लिए जल्द ही भुगतान गंदगी मारो

1961 के वसंत की शुरुआत में, भूवैज्ञानिकों के एक समूह ने बाजा कैलिफ़ोर्निया के प्रशांत तट से दूर समुद्र में एक छेद करना शुरू किया। अभियान, पहला अगर अपनी तरह का, एक परियोजना का प्रारंभिक चरण था जिसका उद्देश्य पृथ्वी की पपड़ी के माध्यम से पंच करना और अंतर्निहित जलमार्ग तक पहुंचना था। बहुत कम लोगों को पता था कि उनके प्रयासों को जल्द ही नजरअंदाज कर दिया जाएगा जब जॉन एफ कैनेडी ने उस वर्ष के मई में चंद्रमा पर दौड़ शुरू की थी।

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• हम अंत में जानते हैं कि डिनो-किलिंग क्षुद्रग्रह पृथ्वी को कितना आकार देता है
• यहाँ एक बहुत अच्छा कारण है एक सक्रिय दोष में गहरी ड्रिल करने के लिए
• सतह के नीचे एक दूसरा विशाल महासागर दीप हो सकता है

1972 के अंत तक, अरबों डॉलर खर्च करने और हजारों वैज्ञानिकों और इंजीनियरों के सामूहिक प्रयास के माध्यम से, छह अपोलो मिशन पृथ्वी के कक्षीय साथी पर उतरे और 841 पाउंड से अधिक चाँद की चट्टानों और मिट्टी को घर ले आए।

इस बीच, पृथ्वी के भीतर के कामों की झलक पाने का सपना देखने वाले पृथ्वीवासी भूवैज्ञानिकों को बजट में कटौती के लिए विभिन्न कार्यक्रमों के अवशेषों के साथ खाली हाथ छोड़ दिया गया था।

1960 के दशक के बाद से, शोधकर्ताओं ने पृथ्वी के मेंटल में ड्रिल करने का प्रयास किया है लेकिन अभी तक सफलता नहीं मिली है। तकनीकी समस्याओं के कारण कुछ प्रयास विफल रहे; अन्य लोग दुर्भाग्य के विभिन्न प्रकारों के शिकार हो गए हैं - सहित, इस तथ्य के बाद की खोज की, ड्रिल करने के लिए इनोस्पोर्ट्यून स्पॉट को चुनना। फिर भी, उन प्रयासों से पता चला है कि मेंटल तक ड्रिल करने की तकनीक और विशेषज्ञता मौजूद है। और अब हमारे ग्रह के इस महत्वपूर्ण हिस्से तक पहुंचने के लिए सबसे हालिया प्रयास का पहला चरण दक्षिण-पश्चिमी हिंद महासागर में समुद्र की परत के एक पतले हिस्से के माध्यम से उबाऊ है।

चिंता न करें: जब ड्रिलर्स अंततः मेंटल को छेदते हैं, तो गर्म पिघली हुई चट्टान छेद को उभार नहीं पाएगी और ज्वालामुखी विस्फोट में सीफ्लोर पर फैल जाएगी। यद्यपि मेंटल रॉक्स प्रवाहित होते हैं, वे ऐसा नाखूनों की वृद्धि दर की गति के कारण करते हैं, होली गिवेन कहते हैं, सैन डिएगो में स्क्रिप्स इंस्टीट्यूशन ऑफ ओशनोग्राफी में एक भूभौतिकीविद्।

मैंटल इस ग्रह का सबसे बड़ा हिस्सा है जिसे हम घर कहते हैं, फिर भी वैज्ञानिक प्रत्यक्ष विश्लेषण के माध्यम से इसके बारे में अपेक्षाकृत कम जानते हैं। क्रस्ट का पतला लिबास जिस पर हम रहते हैं वह पृथ्वी के आयतन का लगभग एक प्रतिशत है। आंतरिक और बाहरी कोर-ठोस और तरल द्रव्यमान जो कि बड़े पैमाने पर लोहे, निकल और अन्य घने तत्वों से बने होते हैं - ग्रह की मात्रा के केवल 15 प्रतिशत हिस्से पर कब्जा कर लेते हैं। मैंटल, जो बाहरी कोर और क्रस्ट के बीच स्थित है, ग्रह के द्रव्यमान का अनुमानित 68 प्रतिशत और इसकी मात्रा का 85 प्रतिशत है।

एक ग्रह के आकार के लावा दीपक के रूप में मेंटल के बारे में सोचें, जहां सामग्री कोर-मेंटल बाउंड्री पर ऊष्मा उठाती है, कम घनी हो जाती है और पृथ्वी की पपड़ी के निचले किनारे तक बुदबुदाती हुई भूमि में उग जाती है, और फिर उस छत तक बहती है जब तक वह ठंडा नहीं हो जाता और डूब जाता है वापस कोर की ओर। मेंटल में सर्कुलेशन असाधारण रूप से निराशाजनक है: एक अनुमान के मुताबिक, क्रस्ट से कोर और बैक तक एक गोल-यात्रा फिर से 2 बिलियन साल तक हो सकती है।

मेंटल का एक प्राचीन हिस्सा प्राप्त करना महत्वपूर्ण है क्योंकि इससे ग्रह वैज्ञानिकों को उन कच्चे माल का बेहतर पता लगाने में मदद मिलेगी, जिनसे पृथ्वी तब प्रभावित हुई थी जब हमारा सौरमंडल युवा था। यह देखते हुए कि दुनिया किस चीज से बनी है, यह जमीनी सच्चाई होगी। वह बताती हैं कि इसकी रचना इस बात का भी संकेत देती है कि पृथ्वी का निर्माण कैसे हुआ और यह आज हम जिस बहुस्तरीय ओर्ब में निवास करते हैं, वह कैसे विकसित होता है।

वैज्ञानिक एक नमूने के बिना भी मेंटल के बारे में बहुत कुछ पता लगा सकते हैं। ग्रह के माध्यम से गुजरने वाले भूकंप-जनित भूकंपीय तरंगों की गति और मार्ग, घनत्व, चिपचिपाहट और समग्र विशेषताओं के बारे में अंतर्दृष्टि प्रदान करते हैं, साथ ही साथ उन गुणों को जगह से भिन्न कैसे होते हैं। तो क्या वह दर जिस पर हाल ही में (भूवैज्ञानिक दृष्टि से) पिघली हुई भारी बर्फ की चादरों से नीचे गिरने के बाद पृथ्वी की पपड़ी ऊपर उठती है।

स्क्रिप्स के भौतिक समुद्र विज्ञानी वाल्टर मंक कहते हैं कि हमारे ग्रह के चुंबकीय और गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र के माप और भी अधिक जानकारी प्रदान करते हैं, जो गहरे में पाए जाने वाले खनिजों के प्रकार को कम कर सकते हैं। वैज्ञानिक, अब 98, शोधकर्ताओं के एक छोटे से समूह का हिस्सा था, जिसने पहली बार 1957 में मेंटल में ड्रिलिंग के विचार का सपना देखा था। लेकिन ये अप्रत्यक्ष तरीके एक वैज्ञानिक को केवल इतना बता सकते हैं, वह नोट करता है। "आपके हाथों में जो आप विश्लेषण करना चाहते हैं उसका एक हिस्सा होने का कोई विकल्प नहीं है।"

शोधकर्ताओं के हाथ में मेंटल के नमूने हैं, लेकिन वे प्राचीन नहीं हैं। उनमें से कुछ ज्वालामुखियों को मिटाकर पृथ्वी की सतह तक ले जाने वाली चट्टानें हैं। टेक्टोनिक प्लेटों के बीच टकराव से दूसरों को ऊपर की ओर उखाड़ा गया। भूवैज्ञानिकों हेनरी डिक और क्रिस मैकलॉड का कहना है कि अन्य लोग धीमी गति से फैलने वाली मध्य-लकीर के साथ समुद्र के किनारे तक पहुंच गए हैं। मैसाचुसेट्स में वुड्स होल ओशनोग्राफिक इंस्टीट्यूशन, और वेल्स में कार्डिफ विश्वविद्यालय के मैकलेओड, दक्षिण-पश्चिमी हिंद महासागर में अभी-अभी लपेटे गए गहरे-ड्रिलिंग अभियान के सह-नेता हैं।

वर्तमान मेंटल के सभी नमूनों को उन प्रक्रियाओं द्वारा बदल दिया गया है, जो उन्हें पृथ्वी की सतह पर लाती हैं, जो वायुमंडल के संपर्क में आती हैं या विस्तारित समय के लिए समुद्री जल में डूब जाती हैं - संभवतः उपरोक्त सभी। हवा और पानी के संपर्क में आने वाले उन मेंटल नमूनों ने संभवतः अपने कुछ अधिक आसानी से घुल चुके मूल रासायनिक तत्वों को खो दिया है।

इसलिए, डिंटल के एक असंतुलित हिस्सा प्राप्त करने की बहुत इच्छा है, डिक कहते हैं। एक बार उपलब्ध होने के बाद, वैज्ञानिक एक नमूना की समग्र रासायनिक संरचना और साथ ही इसके खनिज विज्ञान का विश्लेषण कर सकते हैं, चट्टान के घनत्व का आकलन कर सकते हैं और यह निर्धारित कर सकते हैं कि यह कितनी आसानी से गर्मी और भूकंपीय तरंगों का संचालन करता है। परिणाम की तुलना अप्रत्यक्ष माप से प्राप्त मूल्यों से की जा सकती है, उन तकनीकों को मान्य या विवादित किया जा सकता है।

मेंटल के सभी रास्तों को ड्रिल करने से भूवैज्ञानिकों को इस बात का भी पता चलेगा कि वे शॉर्ट के लिए मोहरोवाइक डिसकंटिनिटी या मोहो को क्या कहते हैं। इस रहस्यमय क्षेत्र के ऊपर, जिसका नाम क्रोएशियाई भूकंपीय विशेषज्ञ के लिए पड़ा था, जिसने 1909 में इसकी खोज की थी, भूकंपीय तरंगें लगभग 4.3 मील प्रति सेकंड की दर से यात्रा करती हैं, जो दर उन तरंगों के साथ संगत होती है, जो बेसाल्ट या कूल्ड लावा से होकर गुजरती हैं। मोहो के नीचे, लहरें लगभग 5 मील प्रति सेकंड की गति से चलती हैं, दर के समान वे सिलिका-गरीब प्रकार के आग्नेय चट्टान के माध्यम से यात्रा करती हैं जिन्हें पेरिडोटाइट कहा जाता है। मोहो आमतौर पर समुद्र तल से 3 से 6 मील नीचे और महाद्वीपों के नीचे 12 से 56 मील के बीच स्थित है।

इस क्षेत्र को लंबे समय से क्रस्ट-मेंटल सीमा माना जाता है, जहां सामग्री धीरे-धीरे ठंडा हो जाती है और अतिव्यापी क्रस्ट से चिपक जाती है। लेकिन कुछ लैब अध्ययनों से पता चलता है कि यह संभव है कि मोहो उस क्षेत्र का प्रतिनिधित्व करता है जहां पानी की अधिकता से रिसने वाला पानी मेंटल पेरिडोटाइट्स के साथ एक प्रकार का मिनरल जिसे सर्पेंटाइन कहा जाता है, बनाता है। यह संभावना रोमांचक है, डिक और मैकलॉड सुझाव। सर्पीन उत्पन्न करने वाली जियोकेमिकल प्रतिक्रियाएं भी हाइड्रोजन का उत्पादन करती हैं, जो बाद में समुद्री जल के साथ प्रतिक्रिया करके मीथेन का उत्पादन कर सकती हैं, कुछ प्रकार के बैक्टीरिया के लिए ऊर्जा का स्रोत। या, शोधकर्ताओं ने ध्यान दिया, मोहो विज्ञान के लिए पूरी तरह से अज्ञात कुछ और हो सकता है।

मैन्टल के रहस्यों को अनलॉक करने की कुंजी सही स्थान ढूंढना है जिस पर ड्रिल करना है। मध्य-मध्य लकीरें में समुद्र तल तक मेंटल सामग्री उठती है, जहां टेक्टोनिक प्लेट धीरे-धीरे अलग होती हैं। लेकिन वे नमूने अभी नहीं करेंगे। समुद्र तल के नीचे कुछ मील की दूरी के माध्यम से काम करने से सामग्री में काफी बदलाव आता है, जिससे पृथ्वी पर मौजूद गहरी चीजों के अप्रमाणिक नमूने का प्रतिपादन होता है। डिक ने कहा कि इनमें से एक लकीर पर गहरी ड्रिलिंग भी समस्याग्रस्त है। "एक महासागर रिज या इसके तत्काल किनारे पर, लगभग एक या दो किलोमीटर से अधिक ड्रिल करने के लिए पपड़ी बहुत गर्म है।"

इसलिए वह और उनके सहयोगी अटलांटिस बैंक नामक दक्षिण-पश्चिमी हिंद महासागर में एक जगह पर ड्रिलिंग कर रहे हैं, जो मेडागास्कर के दक्षिण-पूर्व में 808 मील की दूरी पर स्थित है। कई कारक इस स्थान को ड्रिल के लिए अभियान के लिए एक उत्कृष्ट स्थान बनाते हैं, डिक कहते हैं।

स्ट्रक्चरल जियोलॉजिस्ट कार्लोट्टा फेरैंडो फ्रैक्चर और नसों के लिए कुछ कोर की जांच करता है जो उसे बता सकते हैं कि क्या चट्टानों को विकृत किया गया है। (बिल क्रॉफोर्ड, IODP JRSO) निचले क्रस्ट के इस नमूने में छोटे, विकृत खनिज अनाज, सामग्री के बीच पतले और सैंडविच के रूप में कटा हुआ है ताकि यह ध्रुवीकृत प्रकाश, क्रॉनिकल को प्रसारित करता है कि कैसे आंशिक रूप से पिघला हुआ चट्टान को निचोड़ा और फैलाया जाता है क्योंकि यह अटलांटिस बैंक में सीफ्लोअर की ओर बढ़ रहा है। (बिल क्रॉफोर्ड, इंटरनेशनल ओशन डिस्कवरी प्रोग्राम) भूवैज्ञानिक जेम्स नैटलैंड (बाएं) और अभियान के सह-प्रमुख वैज्ञानिक हेनरी डिक (मध्य) और क्रिस मैकलियोड (दाएं) इस बात पर गौर करते हैं कि टीम का मानना ​​है कि समुद्र में ड्रिलिंग कार्यक्रम द्वारा अब तक का सबसे चौड़ा कोर बरामद किया गया है। (बेनोइट इल्डफेन्स, IODP)

एक के लिए, सीफ़्लोर का यह डेनवर-आकार का पैच समुद्र की पपड़ी पर बैठता है जो लगभग 11 मिलियन वर्ष पुराना है, जिससे यह ड्रिल करने के लिए पर्याप्त ठंडा हो जाता है। दूसरे के लिए, बैंक का शीर्ष 9.7-वर्ग-मील का पठार है जो समुद्र की सतह के 2, 300 फीट के भीतर है। यह समुद्र के तल का दोहन करता है, जैसा कि पास में 3.7 मील गहरे समुद्र के पास है, एक नो-ब्रेनर। क्षेत्र में मजबूत समुद्री धाराओं ने बड़े पैमाने पर समुद्र तल पर जमाव से अवसादों को बनाए रखा है, जिससे क्रस्ट बड़े पैमाने पर उजागर हुए हैं। यह अपेक्षाकृत पतला है- इस क्षेत्र के पिछले भूकंपीय सर्वेक्षण में पाया गया कि वहाँ की परत केवल 1.6 मील मोटी है।

इसके अलावा, अटलांटिस बैंक के नीचे महासागर की पपड़ी मध्य-महासागर रिज के एक भाग में बनी है, जहां नवजात पपड़ी की ऊपरी परत दरार से एक दिशा में फैलती है, जबकि निचली परतें दूसरे में चली जाती हैं। वैज्ञानिकों को अभी तक यकीन नहीं है कि यह कैसे या क्यों हुआ। लेकिन, इस तथाकथित विषमता फैलने के कारण, जो संभवतः दुनिया के मध्य-महासागर की लकीरें के एक बड़े हिस्से पर होता है, अटलांटिस बैंक ऊपरी परत की भंगुर परतों से भरा नहीं है जो चकनाचूर हो सकता है और एक छेद में गिर सकता है जैसा कि ड्रिल किया जा रहा है, डिक कहता है। इस तरह के मलबे ड्रिल बिट को नुकसान पहुंचा सकते हैं या इसे जब्त करने का कारण बन सकते हैं, साथ ही छेद से चट्टान और कीचड़ के छोटे-छोटे टुकड़े को बहाना मुश्किल बना सकते हैं।

अटलांटिस बैंक में ड्रिलिंग के लाभों के बावजूद, अभियान को कई महासागर ड्रिलिंग परियोजनाओं के लिए सामान्य रूप से झटका लगा है। जहाज को लोड करने के मुद्दों ने एक दिन में कोलंबो, श्रीलंका से टीम के प्रस्थान में देरी की। एक बार साइट पर टीम ने एक ड्रिल बिट को तोड़ दिया, लेकिन इससे पहले कि वे अपने छेद से मछली को निकाल सकें, उन्हें मेडिकल निकासी के लिए शोर-आधारित हेलीकॉप्टर से मिलने के लिए मॉरीशस की ओर एक बीमार चालक दल को ले जाना पड़ा। JOIDES रिजॉल्यूशन नाम का जहाज करीब एक हफ्ते बाद वापस लौटा और फिर कुछ दिनों तक एक मजबूत चुंबक का इस्तेमाल करके अपने टूटे हुए ड्रिल बिट के टुकड़ों को बरामद करने की कोशिश की।

उन्होंने कभी उन लापता टुकड़ों को नहीं पाया। लेकिन एक अंतिम-शून्य प्रयास के दौरान एक मजबूत वैक्यूम का उपयोग करने की कोशिश करने और उन्हें खिसकाने के लिए, अभियान ने वापस लाया जो समुद्र की पपड़ी का सबसे बड़ा व्यास वाला हिस्सा हो सकता है। डार्क, मोटे-दाने वाली चट्टान का सिलिंडर, जिसे गैब्रो कहा जाता है, सामान्य आकार का 7 इंच है और सामान्य आकार का तीन गुना है।

इस अभियान के लिए टीम की लक्ष्य गहराई 4, 265 फीट थी, जो पगडंडी से मुश्किल से आधी दूरी पर थी। दुर्भाग्य से, 22 जनवरी तक, ड्रिलिंग केवल समुद्र तल के नीचे 2, 330 फीट की गहराई तक पहुंच गई थी।

जब तक यह लेख प्रकाशित नहीं हो जाता, तब तक अटलांटिस बैंक में ड्रिलिंग ऑपरेशन चालू रहेगा - परियोजना के इस चरण के लिए। मिशन का दूसरा, पहले से स्वीकृत पैर उम्मीद से कार्य को पूरा करेगा और मेंटल में टैप करेगा। लेकिन यह अब से दो से पांच साल तक कहीं भी हो सकता है। डिक कहते हैं कि दुनिया में कहीं और ड्रिल करने की इच्छा रखने वाली अन्य टीमों से जहाज का समय भयंकर है।

MacLeod का कहना है कि विज्ञान की टीम इस परियोजना के पहले चरण से खाली हाथ नहीं आएगी। पूरे पृथ्वी की पपड़ी से नमूने पुनर्प्राप्त करना भी महत्वपूर्ण है। "हमें पता नहीं है कि महासागर की पपड़ी की थोक रचना दुनिया के किसी भी स्थान पर क्या है, " डिक कहते हैं। अन्य गहरी ड्रिलिंग साइटों से पहले बरामद की गई निचली पपड़ी की चट्टानें शोधकर्ताओं की उम्मीद के मुताबिक कुछ भी नहीं थीं।

अटलांटिस बैंक परियोजना निचले क्रस्ट की रासायनिक संरचना पर एक नज़र प्रदान करेगी। और पूरी परत के माध्यम से एक पूर्ण प्रोफ़ाइल वैज्ञानिकों को यह समझने में मदद करेगी कि मैग्मा रासायनिक और शारीरिक रूप से कैसे रूपांतरित होता है - जिसमें मेंटल चट्टानें क्रिस्टलीकृत होती हैं और क्रस्ट की निचली सतह से जुड़ी होती हैं।

एक बार जब शोधकर्ता अंततः अपने मेंटल सैंपल को प्राप्त कर लेते हैं, तो दूसरी टीमें मैकलेओड कहती हैं कि वे अपने स्वयं के प्रयोगों के साथ इस परियोजना पर काम कर सकती हैं। "भविष्य के अभियान आने वाले वर्षों में छेद के नीचे उपकरणों को गिरा सकते हैं।" उदाहरण के लिए, भूकंपीविज्ञानी सेंसर को मील-डीप छेद में भेज सकते हैं और फिर सीधे पृथ्वी की पपड़ी के माध्यम से भूकंपीय तरंगों के वेगों को माप सकते हैं, बल्कि प्रयोगशाला के माध्यम से अनुमान लगा सकते हैं। चट्टान के छोटे नमूनों पर परीक्षण। शोधकर्ता हमारे ग्रह के इंटीरियर से गर्मी के प्रवाह को मापने के लिए छेद में तापमान सेंसर की एक स्ट्रिंग को भी कम कर सकते हैं।

निस्संदेह, महासागर क्रस्ट और मेंटल के नमूनों को अंततः अटलांटिस बैंक से पुनर्प्राप्त किया गया था - साथ ही पीछे छोड़ दिए गए छेद से इकट्ठा किए गए डेटा - आने वाले दशकों के लिए भूवैज्ञानिकों और भूभौतिकीविदों को व्यस्त रखेंगे। लेकिन धैर्य एक गुण है, और उनके समय को डिक करना, मैकलेओड और उनके भूभौतिकीय भाइयों को दशकों से कर रहा है।

संपादक का नोट: अटलांटिस बैंक के भूकंपीय सर्वेक्षण के आरोप को सही करने के लिए इस लेख को अपडेट किया गया है।