Which statement best expresses Hack's idea of dynamic equilibrium in landscapes?

Form adjusts to rock resistance and to the rate of the processes acting on it, so differences in form between areas can reflect material and process rather than elapsed time

Landforms pass through youth, maturity and old age after a single rapid uplift followed by a long stillstand, so the form of a landscape records how long ago it was uplifted

Slopes retreat parallel to themselves, leaving a gently inclined pediment at their foot with scattered residual hills, and this pediplain is taken as the final state of the landscape

Form adjusts to rock resistance and to the rate of the processes acting on it, so differences in form between areas can reflect material and process rather than elapsed time

Relief is made only while uplift is acting and is destroyed as soon as uplift stops, so every landscape tends towards the same flat end form whatever its rock type

In Lester King's model of pediplanation, a landscape evolves mainly by:

parallel retreat of steep scarps, which leaves a gently sloping pediment at their foot and isolated residual hills (inselbergs) standing in front of them

steady decline of slope angle everywhere as the whole profile is lowered towards base level, ending in a peneplain of very low relief and gentle convex hills

vertical downcutting by rivers alone, with the interfluve slopes keeping the same angle and the same position while the valleys deepen beneath them

retreat of the coastline while the inland relief stays constant, so that landforms develop only in a narrow belt along the shoreline as sea level changes

According to the Hjulström curve for the erosion of loose, uniform grains by flowing water, which grains are entrained at the lowest flow velocity?

Sand of roughly 0.2 to 0.5 mm, because it is light enough to lift yet lacks the cohesion that binds the finer grains to the bed

Clay finer than 0.004 mm, because the smallest particles are the lightest and are therefore the easiest to lift from the bed

Fine silt of about 0.01 mm, because it lies between clay and sand in size and so has the smallest critical erosion velocity of all

Gravel of about 10 mm, because large grains project into the fastest part of the flow and are the easiest to roll along the bed

Sand of roughly 0.2 to 0.5 mm, because it is light enough to lift yet lacks the cohesion that binds the finer grains to the bed

A drainage basin has a hypsometric integral of 0.72 and a convex-up hypsometric curve. Using Strahler's commonly quoted divisions (above 0.6 youthful, 0.35 to 0.6 mature, below 0.35 old), what does this indicate?

A youthful basin, because most of its volume still stands high above its lowest point and comparatively little has yet been removed

An old, monadnock-stage basin, because most of its original volume has already been removed and only low residual hills remain

A youthful basin, because most of its volume still stands high above its lowest point and comparatively little has yet been removed

A mature basin in equilibrium, because an S-shaped curve with an integral near 0.5 is the signature of balance between uplift and erosion

No inference is possible, because the integral measures only the gradient of the main channel and not how the area is spread with height

Which of the following statements about geomorphic systems are correct?

An intrinsic threshold can be crossed with no change in any external control, for example when slowly thickening regolith on a slope finally fails

In steady state the rate of rock uplift equals the rate of erosion, so the mean elevation of the landscape stays constant

An intrinsic threshold can be crossed with no change in any external control, for example when slowly thickening regolith on a slope finally fails

In steady state the rate of rock uplift equals the rate of erosion, so the mean elevation of the landscape stays constant

Complex response means that a landscape reacts to an external change in a single step that is completed at once, leaving no later internal adjustments

Over long periods the largest share of sediment is always moved by the rarest and largest flood in the record, since only extreme floods exceed the threshold

A river reach in equilibrium suddenly receives much more coarse sediment from an upstream landslide, while its discharge and the grain size of its bed stay the same. According to Lane's balance (Q S proportional to Q_s D_50, with Q the discharge, S the slope, Q_s the sediment supply and D_50 the median grain size), the reach will tend to:

aggrade and steepen (or braid) until the slope has risen enough to carry the larger load that now arrives

incise, because the extra sediment supplies more tools for abrasion and so lowers the slope needed to carry the load

aggrade and steepen (or braid) until the slope has risen enough to carry the larger load that now arrives

keep the same slope, because with discharge and bed grain size unchanged the right-hand side of the balance is unaffected

narrow into a single meandering channel with a lower slope, because the balance favours a smaller channel when the load increases

Two neighbouring catchments lie in the same rock type and climate. Both have reached steady state under detachment-limited incision E = K A^m S^n with n = 1 and a common K. The steepness coefficient k_s in S = k_s A^(−θ) of one catchment is twice that of the other. What follows?

Its rock uplift rate is about twice as large, because at steady state with n = 1 the steepness is k_s = U / K and K is shared

Its concavity θ is also twice as large, because steeper channels always have more strongly concave long profiles

It is twice as old, because steepness in a steady-state catchment grows in proportion to the time since uplift began

Its drainage area is twice as large, because k_s is the value of the slope at a drainage area of one unit and so scales with area

Its rock uplift rate is about twice as large, because at steady state with n = 1 the steepness is k_s = U / K and K is shared

Which sequence correctly describes Darwin's model for the development of an atoll, and its cause?

Fringing reef, then barrier reef, then atoll, as a volcanic island subsides and the coral grows upward to stay near the sea surface

Atoll, then barrier reef, then fringing reef, as a rising volcanic island steadily loses the reef that grew around it

Barrier reef, then fringing reef, then atoll, as the island rises and strands the reef above sea level in a ring around a lagoon

Fringing reef, then barrier reef, then atoll, as a volcanic island subsides and the coral grows upward to stay near the sea surface

Fringing reef, then atoll, then barrier reef, as the lagoon fills with sediment and the island is slowly uplifted by isostatic rebound

At a stretch of coast the land is rising at 2.0 mm/yr while eustatic (global) sea level is rising at 1.5 mm/yr. Which statement is correct?

Relative sea level is falling at 0.5 mm/yr, so rivers reaching the coast tend to incise and emerged shorelines can form

Relative sea level is rising at 3.5 mm/yr, so valleys are drowned and estuaries form along the coast

Relative sea level is rising at 0.5 mm/yr, so rivers aggrade their lower reaches and the coastline retreats inland

Relative sea level is unchanged, because tectonic and eustatic changes always cancel each other at a passive coast

Which of the following statements about river terraces and incision are correct?

A strath terrace is a bedrock surface planed by lateral erosion, which is left abandoned when the river cuts down below it

A fill terrace records a phase of aggradation followed by incision into the alluvium that had been deposited

A fall of base level starts incision at the river mouth, and the response travels upstream as knickpoints

A strath terrace is a bedrock surface planed by lateral erosion, which is left abandoned when the river cuts down below it

A fill terrace records a phase of aggradation followed by incision into the alluvium that had been deposited

Matching terrace heights above the channel at two places prove by themselves that the terraces were abandoned at the same time

A fall of base level starts incision at the river mouth, and the response travels upstream as knickpoints

In a deep-sea oxygen-isotope record, an even-numbered marine isotope stage such as MIS 2 corresponds to a:

glacial period, with foraminifera enriched in ¹⁸O because the lighter ¹⁶O is stored in the growing ice sheets

glacial period, with foraminifera depleted in ¹⁸O because the growing ice sheets preferentially take up the heavier isotope

interglacial period, with foraminifera enriched in ¹⁸O because warm surface water evaporates less and leaves heavier oxygen behind

interglacial period, with foraminifera depleted in ¹⁸O because melting ice returns the lighter oxygen to the ocean

Which of the following statements about the Quaternary record and its dating are correct?

Axial tilt (obliquity) varies with a period of about 41 ka and paced the glacial cycles of the early Pleistocene

Luminescence (OSL) dating gives the time since mineral grains were last exposed to daylight, that is, since they were buried

At the last glacial maximum global sea level stood roughly 120 m below its present level

Axial tilt (obliquity) varies with a period of about 41 ka and paced the glacial cycles of the early Pleistocene

Radiocarbon dating is routinely applied to charcoal, wood and shell material as old as about 500 ka

Luminescence (OSL) dating gives the time since mineral grains were last exposed to daylight, that is, since they were buried

At the last glacial maximum global sea level stood roughly 120 m below its present level

भू-आकृति विज्ञान: संकल्पनाएँ, प्रक्रियाएँ व कारक, स्थलरूप-विकास, विवर्तनिक, जलवायवीय व आधार-तल नियंत्रण तथा क्वाटर्नरी

यह अध्याय भाग B1 के शीर्षक “भू-आकृति विज्ञान (Geomorphology)” का उत्तर देता है: “मूल भू-आकृतिक संकल्पनाएँ, भू-आकृतिक प्रक्रियाएँ व कारक; महाद्वीपीय व महासागरीय परिवेशों में स्थलरूपों का विकास व उद्विकास; विवर्तनिकी, जलवायु व आधार-तल परिवर्तन के प्रति भू-दृश्य का विकास; क्वाटर्नरी भू-आकृति विज्ञान।” यह भूविज्ञान एवं भूभौतिकी (GG) पेपर में इस विषय का एकमात्र अध्याय है। यह भू-दृश्यों को तंत्र के रूप में (साम्यावस्था, देहली, शास्त्रीय मॉडल), उन्हें गढ़ने वाली प्रक्रियाओं व कारकों को, संख्याओं में नदियों व अपवाह द्रोणियों को, महाद्वीपीय व महासागरीय परिवेशों के स्थलरूपों को, उत्थान, जलवायु व आधार-तल परिवर्तन के प्रति भू-दृश्य की अनुक्रिया को तथा क्वाटर्नरी अभिलेख को पढ़ाता है। संख्यात्मक प्रश्न हैं: हिप्सोमेट्रिक समाकल, तल-अपरूपण प्रतिबल व सरकाए गए कण का आमाप, स्थिर-अवस्था में नदी-ढाल, वेदिका-कटाव दर, समस्थितिक प्रत्युत्थान, अनाच्छादन दर तथा आयु से महासागर-तल की गहराई।

1. भू-आकृतिक संकल्पनाएँ: तंत्र, साम्यावस्था, देहली व भू-दृश्य-परिवर्तन के मॉडल

स्थलरूप पदार्थ पर समय के साथ कार्य करती प्रक्रिया का परिणाम है। उच्चावच, ढाल व अपवाह उत्थान (जो सतह को ऊँचा करता है) और अपरदन (जो उसे नीचा करता है) की होड़ दर्ज करते हैं, जिसे शैल-प्रतिरोध (शैलिकी व संरचना) तथा जलवायु बदलते हैं। भू-दृश्य एक खुला तंत्र है: ऊर्जा व द्रव्यमान भीतर आते (उत्थान, सूर्य-प्रकाश, वर्षा) और बाहर जाते (अवसाद, विलेय) हैं, और ऋणात्मक पुनर्निवेश, जैसे अधिक तीव्र ढाल का तेज़ कटकर मंद हो जाना, उसे संतुलन की ओर धकेलता है।

साम्यावस्था। स्थिर-अवस्था में रूप स्थिर रहता है क्योंकि उत्थान व अपरदन बराबर हैं (U = E)। गतिक साम्य (Hack, 1960) में रूप शैल-प्रतिरोध व प्रक्रिया-दर के अनुरूप ढल जाता है, अतः स्थानों के बीच रूप का अंतर बीते समय का नहीं, पदार्थ व प्रक्रिया के अंतर का द्योतक है। प्रवणित (graded) नदी (Mackin, 1948) का ढाल ठीक उतना होता है जितना उसे दिए गए भार को ढोने हेतु चाहिए।
देहली व जटिल अनुक्रिया। आंतरिक देहली (Schumm, 1973) बिना किसी बाह्य नियंत्रक के बदले पार हो जाती है, जैसे धीरे-धीरे मोटा होता रेगोलिथ अंततः भूस्खलन बनकर टूट पड़े। जटिल अनुक्रिया में एक बाह्य परिवर्तन आंतरिक समायोजनों की शृंखला चला देता है: कटाव, फिर अवसाद की लहर, फिर अधिवृद्धि व वेदिकाएँ। शिथिलन-काल वह समय है जो तंत्र को नए साम्य में बसने में लगता है।
परिमाण व बारंबारता। Wolman व Miller (1960): अनेक नदियों में अधिकांश अवसाद मध्यम, काफ़ी बार आने वाले प्रवाहों (तटपूर्ण के निकट, लगभग हर एक से दो वर्ष में) से चलता है, दुर्लभतम बाढ़ों से नहीं; शुष्क या अति-प्रतिरोधी भूभाग में दुर्लभ घटनाएँ हावी हो सकती हैं।

भू-दृश्य-विकास के शास्त्रीय मॉडल
मॉडल	उत्थान व समय	ढाल का व्यवहार	अंतिम रूप
Davis (अपरदन-चक्र, 1899)	तीव्र उत्थान, फिर लंबा ठहराव; तरुण, प्रौढ़, जीर्ण अवस्था	ढाल-ह्रास: समय के साथ ढाल मंद होते हैं	पेनीप्लेन
Penck	उत्थान व अपरदन साथ चलते हैं; रूप उनके अनुपात पर निर्भर	ढाल-प्रतिस्थापन: आधार से मंद ढाल ऊपर बढ़ता है	उत्थान-अपरदन अनुपात से निर्धारित
King (पेडीप्लेनेशन)	उत्थान-स्पंद नए चक्र आरंभ करते हैं; अर्धशुष्क पर बल	कगारों का समानांतर पश्चगमन	इन्सेलबर्ग सहित पेडीप्लेन
Hack	गतिक साम्य; कोई निश्चित क्रम नहीं	रूप शैल व प्रक्रिया से बँधा	कोई नहीं: नियंत्रक रहने तक रूप रहता है

⚠️ अवस्था आयु नहीं है

Davis की “जीर्ण अवस्था” रूप की अवस्था है, वर्षों की संख्या नहीं। चक्र घड़ी नहीं है: प्रतिरोधी, धीमे उत्थान वाला भू-दृश्य बहुत लंबे समय तक “तरुण” रह सकता है। आधुनिक कार्य रूप को उत्थान, अपरदन व शैल-सामर्थ्य से निर्धारित मानता है।

2. भू-आकृतिक प्रक्रियाएँ व कारक

शैल पहले अपक्षय (भौतिक, रासायनिक, जैविक) से टूटता है और फिर गुरुत्व, जल, हिम, पवन व तरंगों से ढोया जाता है। रासायनिक अपक्षय गर्म, आर्द्र जलवायु में प्रबल होता है और Goldich क्रम पर चलता है: उच्च ताप पर सबसे पहले क्रिस्टलित खनिज (ऑलिवीन, Ca-समृद्ध प्लैजियोक्लेज़) सबसे शीघ्र अपक्षयित होते हैं और क्वार्ट्ज़ सबसे टिकाऊ है। भू-दृश्य अपक्षय-सीमित है जब रेगोलिथ बनने जितनी तेज़ी से हट जाता है (नग्न शैल, तीव्र ढाल) और परिवहन-सीमित जब रेगोलिथ हटने से अधिक तेज़ी से जमा होता है।

कारक, उनकी प्रक्रियाएँ व विशिष्ट स्थलरूप
कारक	मुख्य प्रक्रियाएँ व नियंत्रण	विशिष्ट स्थलरूप
ढाल (गुरुत्व)	विसर्पण, स्खलन, प्रवाह, पतन; अपरूपण प्रतिबल के अपरूपण-सामर्थ्य से अधिक होने पर विफलता	स्क्री, भूस्खलन-व्रण, उत्तल पहाड़ी-शिखर
नदियाँ	अपघर्षण, द्रवीय क्रिया, विलयन; तल, निलंबित व विलीन भार; क्रांतिक अपरूपण प्रतिबल से ऊपर कण-उत्थापन	विसर्प, गुंफित खंड, वेदिकाएँ, पंखे, डेल्टा
पवन	अपवाहन व अपघर्षण; परिवहन मुख्यतः उत्परिवर्तन (saltation) से, साथ में निलंबन व विसर्पण; देहली पवन-वेग	बालुका-स्तूप, यारडांग, अपवाहन गर्त, लोएस
हिमनद	अपघर्षण व उत्पाटन; तलीय सर्पण; हिम-विरूपण Glen के प्रवाह-नियम पर चलता है, विकृति-दर प्रतिबल की लगभग 3 घात के समानुपाती	हिमगह्वर, U-घाटियाँ, हिमोढ़, ड्रमलिन, एस्कर
तरंगें व ज्वार	तरंग-प्रहार; तिरछे तरंग-आगमन से चलने वाला तटीय बहाव	भृगु, तरंग-कर्तित मंच, स्पिट, रोधिकाएँ
भूजल (कार्स्ट)	अम्लीय जल द्वारा कार्बोनेट का विलयन	डोलाइन, गुफाएँ, पोल्जे

नदियाँ कणों को तब उठाती हैं जब तल-अपरूपण प्रतिबल τ = ρ g h S (चौड़ी वाहिका हेतु गहराई–ढाल गुणनफल) क्रांतिक मान से अधिक हो। Shields कसौटी इसे विमाहीन बनाती है: θc = τc / [(ρs − ρ) g D], बजरी हेतु लगभग 0.03 से 0.06, अतः सरकने वाला सबसे बड़ा कण D = τ / [θc (ρs − ρ) g] है। h = 1.5 m, S = 0.001, ρ = 1000 kg/m³, ρs = 2650 kg/m³, g = 9.8 m/s² व θc = 0.045 हेतु: τ = 14.7 Pa और D = 14.7 / (0.045 × 1650 × 9.8) = 0.0202 m, यानी लगभग 20 mm। मृदा-आच्छादित ढालों पर विसर्पण विसरणी है, फ़्लक्स q = −D dz/dx, अतः एकसमान अवनयन-दर U पर विभाजक से दूरी x पर प्रवणता Ux/D होती है और शिखर उत्तल होते हैं।

⚠️ छोटा सदैव आसान नहीं

Hjulström वक्र। लगभग 0.2 से 0.5 mm की रेत सबसे कम वेग पर उठती है। सिल्ट व मृत्तिका को अधिक वेग चाहिए क्योंकि संसंजन उन्हें बाँधे रखता है, पर एक बार गतिमान होने पर वे उन वेगों से बहुत कम पर भी निलंबित रहते हैं जिन्होंने उन्हें उखाड़ा था। बजरी को भारी होने से अधिक चाहिए। छोटा होना सदैव अपरदन में आसान होना नहीं है।

3. नदियाँ व अपवाह द्रोणियाँ संख्याओं में

Strahler क्रम-निर्धारण में क्रम u की दो धाराएँ मिलकर क्रम u + 1 की धारा बनाती हैं; निम्न क्रम की धारा उच्च क्रम की धारा से मिले तो क्रम नहीं बदलता। Horton का धारा-संख्या नियम N_u = N_1 / R_b^(u − 1) देता है, जहाँ द्विशाखन अनुपात R_b = N_u / N_(u+1) एकसमान शैल में प्रायः 3 से 5 के बीच रहता है। अपवाह घनत्व D_d = कुल वाहिका-लंबाई / द्रोणी-क्षेत्रफल (km/km²) अपारगम्य, दुर्बल, विरल वनस्पति वाली भूमि पर अधिक होता है। Hack का नियम, मुख्य धारा की लंबाई L ∝ A^0.6, बताता है कि द्रोणियाँ बढ़ने के साथ लंबी (दीर्घित) होती हैं।

हिप्सोमेट्रिक वक्र सापेक्ष ऊँचाई h/H को सापेक्ष क्षेत्रफल a/A के विरुद्ध आलेखित करता है। हिप्सोमेट्रिक समाकल HI = (h_mean − h_min) / (h_max − h_min) उसके नीचे का क्षेत्रफल है। Strahler के प्रचलित विभाजनों में 0.6 से ऊपर HI तरुण (उत्तल वक्र, काफ़ी आयतन हटना शेष), 0.35 से 0.6 प्रौढ़ (S-आकार) और 0.35 से नीचे जीर्ण (अवतल, मोनैडनॉक अवस्था) है।

प्रति इकाई वाहिका-लंबाई धारा-शक्ति Ω = ρ g Q S (W/m) है, और प्रति इकाई तल-क्षेत्रफल ω = Ω / w। विलगन-सीमित कटाव हेतु E = K A^m S^n, जहाँ A अपवाह-क्षेत्र व S स्थानीय ढाल है। स्थिर-अवस्था में U = E, अतः S = (U/K)^(1/n) A^(−m/n) = k_s A^(−θ), जहाँ अवतलता θ = m/n (प्रायः लगभग 0.4 से 0.6) और तीव्रता k_s उत्थान-दर के साथ बढ़ती है। हल उदाहरण: m = 0.5, n = 1, K = 2 × 10⁻⁵ प्रति वर्ष (E, m/yr में; A, m² में), U = 0.5 mm/yr, A = 1 km²: S = (5 × 10⁻⁴ / 2 × 10⁻⁵) × (10⁶)^(−0.5) = 25 × 10⁻³ = 0.025। नतिभंग बिंदु (knickpoint), दीर्घ-परिच्छेदिका में सीढ़ियाँ, उत्थान या आधार-तल में परिवर्तन की अस्थायी अनुक्रिया दर्शाते हैं और ऊपर की ओर खिसकते हैं।

⚠️ ढाल U की 1/n घात से बदलता है

S ∝ U^(1/n), U नहीं। उत्थान-दर दुगुनी करने से स्थिर-अवस्था ढाल तभी दुगुना होता है जब n = 1; n = 2 पर ढाल √2 गुना होता है। अवतलता m/n U पर बिल्कुल निर्भर नहीं, अतः उत्थान बदलने से रेखा खिसकती है, उसका झुकाव नहीं।

4. महाद्वीपीय व महासागरीय परिवेशों के स्थलरूप व उनका विकास

स्थलरूप-समूह विवर्तनिक परिवेश के अनुसार चलते हैं। महाद्वीपों पर चार परिवेश सबसे महत्त्वपूर्ण हैं, और नीचे के भारतीय उदाहरण जानने योग्य हैं।

रिफ़्ट व रिफ़्टित सीमाएँ। भ्रंशन ग्रैबन व उनके पार्श्व उच्चभूमि बनाता है, जैसे नर्मदा रिफ़्ट घाटी। निष्क्रिय सीमा पर रिफ़्ट-पार्श्व वृहद् कगार बन जाता है, जिसे अपरदन भीतर की ओर धकेल सकता है; पश्चिमी घाट के कगार की यही एक व्यापक रूप से उद्धृत व्याख्या है।
पर्वतजनक पट्टियाँ। सिंधु, सतलुज व ब्रह्मपुत्र जैसी नदियाँ उठते हिमालय को काटकर कंदराएँ बनाती हैं और पूर्ववर्ती (antecedent) हैं (उत्थान से पुरानी)। तलहटी में भाबर मोटा, सरंध्र गिरिपाद है जहाँ धाराएँ अंतर्धान हो जाती हैं, तराई आर्द्र पट्टी है जहाँ वे पुनः प्रकट होती हैं, और गंगा मैदान में बांगर पुराना, ऊँचा जलोढ़ तथा खादर नया बाढ़-मैदानी जलोढ़ है।
मैदान, डेल्टा व मरुस्थल। अधिवृद्धि करती नदियाँ मेगा-पंखे व डेल्टा बनाती हैं, और कोसी बड़े मार्ग-परिवर्तनों (avulsion) हेतु प्रसिद्ध है। पवन थार के बालुका-स्तूप बनाती है। ज्वालामुखी भूभाग से डेक्कन जैसे लावा-पठार बनते हैं, और लोनार विवर डेक्कन बेसाल्ट में एक उल्का-आघात विवर है।

महासागरीय द्रोणियों में मुख्य नियंत्रक स्थलमंडल का ठंडा व मोटा होना है। कटक-शीर्ष ऊँचा खड़ा है और समुद्र-तल आयु बढ़ने के साथ धँसता है: गहराई d (m) ≈ 2500 + 350 √t, जहाँ t, Ma में, लगभग 70 Ma से कम आयु हेतु; अतः 36 Ma आयु का तल लगभग 4600 m पर है, और पुराना तल सपाट होता जाता है। अगाध मैदानों पर टर्बिडाइट की चादर है, खाइयाँ लगभग 11 km तक जाती हैं, और बंगाल पंखे जैसे विशाल जलमग्न पंखे कैनियनों से गुज़रती विक्षोभ धाराओं से बनते हैं। जो समुद्री पर्वत (seamount) कभी समुद्र-तल तक पहुँचे थे वे धँसते हुए समतल-शीर्ष गाइऑट (guyot) में कट जाते हैं। Darwin का क्रम प्रवाल-वलयद्वीप समझाता है: ज्वालामुखी द्वीप के चारों ओर तटीय प्रवाल-भित्ति द्वीप के धँसने और प्रवाल के ऊपर बढ़ने पर रोधक भित्ति बन जाती है, और द्वीप लुप्त होने पर लैगून घेरता प्रवाल-वलयद्वीप (atoll); लक्षद्वीप के वलयद्वीप चागोस–लैकाडिव कटक पर स्थित हैं।

5. विवर्तनिकी, जलवायु व आधार-तल परिवर्तन के प्रति भू-दृश्य की अनुक्रिया

विवर्तनिकी। उत्थान नदियों को तीव्र करता है, और संकेत नतिभंग बिंदुओं के रूप में ऊपर की ओर चलता है जबकि ढाल समायोजित होते हैं; ढाल जब भूस्खलन की देहली (दृढ़ शैल में लगभग 30° से 35°) तक पहुँचते हैं तो अपरदन-दर आगे तीव्र हुए बिना बढ़ती रहती है। अपरदन समस्थितिक प्रत्युत्थान भी लाता है: स्थानीय प्रतिपूर्ति में भूपर्पटी की मोटाई e हटाने पर सतह मात्र e (1 − ρc/ρm) नीची होती है, शेष e ρc/ρm शैल-उत्थान से पूरा होता है। ρc = 2750 व ρm = 3300 kg/m³ हेतु 3 km अनाच्छादन सतह को 3000 × (1 − 2750/3300) = 500 m नीचा करता है, और शैल-उत्थान 2500 m है। इसीलिए गहरी घाटियाँ कटने वाले स्थानों पर भी ऊँचे शिखर खड़े रह सकते हैं।

जलवायु। अवसाद-उपज अर्धशुष्क जलवायु में चरम पर होती है, जहाँ वर्षा अपरदक है पर वनस्पति विरल, और शुष्कतर व आर्द्रतर दोनों व्यवस्थाओं में घटती है। Lane का संतुलन, Q S ∝ Q_s D_50, नदी की अनुक्रिया संक्षेप में कहता है: अपरिवर्तित निस्सरण पर अधिक या मोटा अवसाद अधिवृद्धि व ढाल-वृद्धि कराता है, जबकि अधिक निस्सरण या कम अवसाद कटाव लाता है। अतः जलवायु-चक्र भराव वेदिकाएँ (जलोढ़ जमा, फिर कटा) और स्ट्रेथ वेदिकाएँ (पार्श्व कटाव से बना शैल-समतल, फिर नदी के कटने पर परित्यक्त) छोड़ते हैं। माध्य कटाव-दर स्ट्रेथ की वर्तमान तल से ऊँचाई को उसके परित्याग की आयु से भाग देने पर मिलती है; शैल-उत्थान के साथ कदम मिलाती नदी हेतु यह शैल-उत्थान दर के निकट होती है। वर्तमान वाहिका से 18 m ऊपर 30 ka पूर्व परित्यक्त स्ट्रेथ से 18 / 30 = 0.6 mm/yr मिलता है।

बदलते नियंत्रकों के प्रति अनुक्रियाएँ
परिवर्तन	नदी की अनुक्रिया	स्थलरूप-चिह्न
शैल-उत्थान बढ़ता है	कटाव, तीव्रतर परिच्छेदिका, ऊपर खिसकते नतिभंग बिंदु	कंदराएँ, स्ट्रेथ वेदिकाएँ, उच्च उच्चावच
आधार-तल गिरता है (समुद्र-तल गिरना या भूमि-उत्थान)	मुहाने से ऊपर की ओर कटाव, नवयौवन-प्राप्ति	वेदिकाएँ, गहराए विसर्प
आधार-तल उठता है	अधिवृद्धि, पश्च-भराव, घाटी का डूबना	ज्वारनदमुख, रिया, मोटे घाटी-भराव
अवसाद-आपूर्ति बढ़ी या निस्सरण घटा	अधिवृद्धि, तीव्रतर, गुंफित	भराव वेदिकाएँ, पंखे

ℹ️ सापेक्ष, निरपेक्ष नहीं

किसी तट पर सापेक्ष समुद्र-तल = यूस्टैटिक परिवर्तन − भूमि-उत्थान। 2.0 mm/yr से उठती भूमि पर 1.5 mm/yr का यूस्टैटिक उठाव 0.5 mm/yr का सापेक्ष पतन है, अतः नदियाँ कटाव करती हैं और उन्मग्न तटरेखाएँ बनती हैं। चरम आधार-तल समुद्र-तल है; झीलें व प्रतिरोधी कगार स्थानीय आधार-तल हैं।

6. क्वाटर्नरी भू-आकृति विज्ञान

क्वाटर्नरी (Quaternary) कल्प लगभग पिछले 2.6 Ma को घेरता है, प्लीस्टोसीन और फिर होलोसीन, जो लगभग 11.7 ka पूर्व आरंभ हुआ। इसकी पहचान कक्षीय (Milankovitch) चक्रों से चलते बार-बार हिमानी–अंतरहिमानी चक्र हैं: उत्केन्द्रता (लगभग 100 व 400 ka), अक्षीय झुकाव (लगभग 41 ka) व पुरस्सरण (लगभग 19 से 23 ka), जिन्हें हिम-अल्बीडो व CO₂ पुनर्निवेश बढ़ाते हैं। आरंभ में 41 ka की लय प्रबल थी और पिछले लगभग दस लाख वर्षों में लगभग 100 ka के चक्र प्रबल हैं। गहरे-समुद्री ऑक्सीजन-समस्थानिक अभिलेख में समुद्री समस्थानिक अवस्थाएँ (MIS) चक्रों की गणना करती हैं: सम संख्याएँ हिमानी (भारी δ¹⁸O, क्योंकि हल्की ¹⁶O हिम में बँधी रहती है; MIS 2 में लगभग 20 ka का अंतिम हिमानी महत्तम) और विषम संख्याएँ अंतरहिमानी (MIS 1 होलोसीन है) हैं।

समुद्र-तल। अंतिम हिमानी महत्तम पर वैश्विक समुद्र-तल वर्तमान से लगभग 120 m नीचे था, अतः नदियों ने अनावृत महाद्वीपीय शेल्फ़ को काटा; हिमोत्तर उठाव ने घाटियाँ डुबोईं, और डेल्टा मुख्यतः उठाव मंद पड़ने पर, पिछले लगभग 7 ka में, बढ़े। उत्थित प्रवाल व सागरीय वेदिकाएँ अंतरहिमानी उच्च-जलस्तर दर्ज करती हैं।
हिम व शीत। हिमनदों ने हिमोढ़, टिल व बहिःप्रवाही निक्षेप छोड़े; परिहिमानी भूमि में हिम-कीलें व आकृतिमय भूमि बनी; पवनों ने लोएस फैलाया। हिमानी समस्थितिक समायोजन (हिम-भार हटने के बाद प्रत्युत्थान) पूर्व-हिमाच्छादित क्षेत्रों में आज भी जारी है।
मानसून व शुष्क क्षेत्र। मानसून की प्रबलता कक्षीय प्रेरण से बदलती रही, अतः थार जैसे बालुका-क्षेत्र दुर्बल-मानसून चरणों में फैले और झीलें व नदी-अधिवृद्धि आर्द्रतर चरण दर्शाती हैं।

क्वाटर्नरी स्थलरूपों का कालनिर्धारण
विधि	क्या दिनांकित करती है	परास व नियम
रेडियोकार्बन	कार्बनिक कार्बन; अर्ध-आयु 5730 वर्ष	लगभग 50 ka तक
ल्यूमिनेसेंस (OSL)	क्वार्ट्ज़ या फ़ेल्डस्पार कणों के अंतिम बार दिन-प्रकाश में आने, यानी दबने, के बाद का समय	आयु = समतुल्य मात्रा / मात्रा-दर; 2.5 Gy/ka पर 60 Gy से 24 ka
ब्रह्मांडीय किरण-नाभिक (¹⁰Be)	सतह-अनावरण काल या अपरदन-दर	शैल-सतहें, हिमोढ़, वेदिकाएँ
यूरेनियम-श्रेणी	प्रवाल, गुफा-निक्षेप	कई सौ ka तक

मुख्य बिंदु

भू-दृश्य खुला तंत्र है। स्थिर-अवस्था का अर्थ उत्थान = अपरदन; गतिक साम्य रूप को शैल व प्रक्रिया से बाँधता है, बीते समय से नहीं; देहलियाँ व जटिल अनुक्रिया परिवर्तन को सीढ़ीनुमा व विलंबित बनाती हैं। Davis ढाल-ह्रास पर और King समानांतर पश्चगमन पर बल देते हैं।
नदियाँ कणों को तब उठाती हैं जब τ = ρ g h S, Shields के क्रांतिक मान से अधिक हो। रेत सबसे कम वेग पर कटती है, जबकि संसंजक मृत्तिका को अधिक चाहिए। Lane का संतुलन Q S ∝ Q_s D_50 अधिक या मोटे अवसाद पर अधिवृद्धि और अधिक निस्सरण पर कटाव बताता है।
द्रोणी-संख्याएँ: R_b = N_u / N_(u+1) 3 से 5, D_d = L/A, HI = (औसत − न्यूनतम)/(अधिकतम − न्यूनतम)। स्थिर-अवस्था में S = (U/K)^(1/n) A^(−m/n): अवतलता m/n, ढाल U^(1/n) से बदलता है, और नतिभंग बिंदु अस्थायी अनुक्रिया दर्ज करते हैं।
महाद्वीपीय परिवेश रिफ़्ट, कगार, पूर्ववर्ती नदियाँ, भाबर–तराई व बांगर–खादर देते हैं; महासागर-तल 2500 + 350 √t (m, t, Ma में, लगभग 70 Ma से कम) से गहराता है, और प्रवाल-वलयद्वीप Darwin के तटीय, रोधक, वलयद्वीप क्रम पर चलते हैं।
अपरदन की प्रतिपूर्ति अपरदित मोटाई के ρc/ρm भाग के समस्थितिक प्रत्युत्थान से होती है, अतः सतह मात्र e (1 − ρc/ρm) गिरती है। आधार-तल पतन व उत्थान कटाव व वेदिकाएँ लाते हैं; कटाव-दर = स्ट्रेथ की ऊँचाई ÷ परित्याग-आयु।
क्वाटर्नरी (लगभग 2.6 Ma) उत्केन्द्रता, अक्षीय झुकाव (41 ka) व पुरस्सरण से चलते हिमानी चक्रों की शृंखला है; सम MIS हिमानी हैं। अंतिम हिमानी महत्तम पर समुद्र-तल लगभग 120 m नीचा था। रेडियोकार्बन लगभग 50 ka तक पहुँचता है, OSL दबने को दिनांकित करता है, और आयु = मात्रा / मात्रा-दर।

अभ्यास प्रश्न (18)

उत्तर खोलने से पहले प्रत्येक प्रश्न हल करें। हर व्याख्या सही विकल्प के साथ लुभावना गलत विकल्प भी बताती है, क्योंकि अंक वहीं जाते हैं।

Hack की गतिक साम्य की धारणा को कौन-सा कथन सबसे अच्छी तरह व्यक्त करता है?
1. एक तीव्र उत्थान और उसके बाद लंबे ठहराव के पश्चात् स्थलरूप तरुण, प्रौढ़ व जीर्ण अवस्थाओं से गुज़रते हैं, अतः भू-दृश्य का रूप दर्ज करता है कि उसका उत्थान कितने समय पूर्व हुआ
2. ढाल स्वयं के समानांतर पीछे हटते हैं, अपने पाद पर मंद-ढाल पेडिमेंट व बिखरी अवशिष्ट पहाड़ियाँ छोड़ते हैं, और यही पेडीप्लेन भू-दृश्य की अंतिम अवस्था माना जाता है
3. रूप शैल के प्रतिरोध व उस पर कार्यरत प्रक्रियाओं की दर के अनुरूप ढलता है, अतः क्षेत्रों के बीच रूप का अंतर बीते समय का नहीं, पदार्थ व प्रक्रिया के अंतर का द्योतक हो सकता है
4. उच्चावच केवल उत्थान सक्रिय रहने तक बनता है और उत्थान रुकते ही नष्ट हो जाता है, अतः हर भू-दृश्य अपने शैल-प्रकार से स्वतंत्र एक ही समतल अंतिम रूप की ओर बढ़ता है
उत्तर देखें
उत्तर: C — रूप शैल के प्रतिरोध व उस पर कार्यरत प्रक्रियाओं की दर के अनुरूप ढलता है, अतः क्षेत्रों के बीच रूप का अंतर बीते समय का नहीं, पदार्थ व प्रक्रिया के अंतर का द्योतक हो सकता है
गतिक साम्य भू-दृश्य के रूप को शैल-प्रतिरोध व प्रक्रिया-दर से बाँधता है, अतः रूप में बीते समय का कोई संदेश होना आवश्यक नहीं। भ्रामक विकल्प, तरुण, प्रौढ़ व जीर्ण अवस्थाओं से गुज़रना, Davis का अपरदन-चक्र है, जो रूप को समय की एक अवस्था मानता है। पेडीप्लेन की ओर ढालों का समानांतर पश्चगमन King का मॉडल है, और हर भू-दृश्य का एक ही समतल रूप पर पहुँचना कोई मान्य मॉडल ही नहीं है।
Lester King के पेडीप्लेनेशन मॉडल में भू-दृश्य मुख्यतः किससे विकसित होता है?
1. तीव्र कगारों के समानांतर पश्चगमन से, जो उनके पाद पर मंद-ढाल पेडिमेंट और उनके आगे खड़ी पृथक अवशिष्ट पहाड़ियाँ (इन्सेलबर्ग) छोड़ता है
2. संपूर्ण परिच्छेदिका के आधार-तल की ओर नीचे होने पर सर्वत्र ढाल-कोण के स्थिर ह्रास से, जिसका अंत अति-निम्न उच्चावच व मंद उत्तल पहाड़ियों वाले पेनीप्लेन में होता है
3. केवल नदियों के ऊर्ध्वाधर कटाव से, जिसमें घाटियों के गहरे होने पर अंतरा-सरिता ढाल उसी कोण व उसी स्थिति में बने रहते हैं
4. तटरेखा के पीछे हटने से, जबकि भीतरी उच्चावच स्थिर रहता है, अतः समुद्र-तल बदलने पर स्थलरूप केवल तटरेखा के साथ एक संकरी पट्टी में विकसित होते हैं
उत्तर देखें
उत्तर: A — तीव्र कगारों के समानांतर पश्चगमन से, जो उनके पाद पर मंद-ढाल पेडिमेंट और उनके आगे खड़ी पृथक अवशिष्ट पहाड़ियाँ (इन्सेलबर्ग) छोड़ता है
King का पेडीप्लेनेशन कगारों के समानांतर पश्चगमन से चलता है, जो पेडिमेंट को चौड़ा करता और इन्सेलबर्ग को अवशेष रूप में छोड़ता है। ढाल-कोण का स्थिर ह्रास जो पेनीप्लेन पर समाप्त हो, भ्रामक विकल्प है पर वह Davis का ढाल-ह्रास है। अंतरा-सरिताओं के स्थिर रहते नदियों का नीचे कटना ढाल-पश्चगमन रहित कटाव है, जो सामान्य भू-दृश्य-विकास का कोई नामित मॉडल नहीं, और केवल-तटरेखा नियंत्रक भीतरी भाग को अस्पष्ट छोड़ देता है।
ढीले, एकसमान कणों के बहते जल द्वारा अपरदन हेतु Hjulström वक्र के अनुसार कौन-से कण सबसे कम प्रवाह-वेग पर उठते हैं?
1. 0.004 mm से महीन मृत्तिका, क्योंकि सबसे छोटे कण सबसे हल्के होते हैं और इसलिए तल से उठाने में सबसे आसान
2. लगभग 0.01 mm का महीन सिल्ट, क्योंकि आकार में वह मृत्तिका व रेत के बीच है और इसलिए सभी में न्यूनतम क्रांतिक अपरदन-वेग रखता है
3. लगभग 10 mm की बजरी, क्योंकि बड़े कण प्रवाह के सबसे तीव्र भाग में उभरे होते हैं और तल पर लुढ़कने में सबसे आसान
4. लगभग 0.2 से 0.5 mm की रेत, क्योंकि वह उठने जितनी हल्की है पर उसमें वह संसंजन नहीं जो महीन कणों को तल से बाँधे रखता है
उत्तर देखें
उत्तर: D — लगभग 0.2 से 0.5 mm की रेत, क्योंकि वह उठने जितनी हल्की है पर उसमें वह संसंजन नहीं जो महीन कणों को तल से बाँधे रखता है
क्रांतिक अपरदन-वेग लगभग 0.2 से 0.5 mm की रेत हेतु सबसे कम है। मृत्तिका व महीन सिल्ट संसंजन से तल से बँधे रहते हैं और अधिक वेग माँगते हैं, अतः छोटा होना आसान होना नहीं है, इसीलिए मृत्तिका भ्रामक गलत उत्तर है। बजरी भारी है और फिर अधिक वेग चाहिए। एक बार गतिमान होने पर महीन कण उन वेगों से काफ़ी कम पर भी निलंबित रहते हैं जिन्होंने उन्हें उखाड़ा था।
एक अपवाह द्रोणी का हिप्सोमेट्रिक समाकल 0.72 है और उसका हिप्सोमेट्रिक वक्र ऊपर की ओर उत्तल है। Strahler के प्रचलित विभाजनों (0.6 से ऊपर तरुण, 0.35 से 0.6 प्रौढ़, 0.35 से नीचे जीर्ण) के अनुसार यह क्या दर्शाता है?
1. जीर्ण, मोनैडनॉक-अवस्था की द्रोणी, क्योंकि उसका अधिकांश मूल आयतन पहले ही हट चुका है और केवल निम्न अवशिष्ट पहाड़ियाँ बची हैं
2. तरुण द्रोणी, क्योंकि उसका अधिकांश आयतन अब भी अपने निम्नतम बिंदु से ऊँचा खड़ा है और तुलनात्मक रूप से कम हटा है
3. साम्य में प्रौढ़ द्रोणी, क्योंकि 0.5 के निकट समाकल वाला S-आकार का वक्र उत्थान व अपरदन के संतुलन का चिह्न है
4. कोई निष्कर्ष संभव नहीं, क्योंकि समाकल केवल मुख्य वाहिका का ढाल मापता है, क्षेत्रफल के ऊँचाई के साथ वितरण को नहीं
उत्तर देखें
उत्तर: B — तरुण द्रोणी, क्योंकि उसका अधिकांश आयतन अब भी अपने निम्नतम बिंदु से ऊँचा खड़ा है और तुलनात्मक रूप से कम हटा है
HI = (औसत − न्यूनतम) / (अधिकतम − न्यूनतम) द्रोणी के उच्चावच-आयतन का वह भाग है जो निम्नतम बिंदु से ऊपर है, अतः उत्तल वक्र के साथ 0.72 का अर्थ ऊँची खड़ी, कम विच्छेदित द्रोणी है: Strahler की योजना में तरुण। 0.5 के निकट HI वाला S-आकार वक्र प्रौढ़ होता, जो समाकल को ग़लत पढ़ने पर ही भ्रामक विकल्प बनता है। समाकल क्षेत्रफल का ऊँचाई के साथ वितरण बताता है, वाहिका का ढाल नहीं।
भू-आकृतिक तंत्रों के बारे में निम्नलिखित में से कौन-से कथन सही हैं?
1. आंतरिक देहली बिना किसी बाह्य नियंत्रक के बदले पार हो सकती है, उदाहरणतः जब ढाल पर धीरे-धीरे मोटा होता रेगोलिथ अंततः टूट पड़े
2. स्थिर-अवस्था में शैल-उत्थान की दर अपरदन की दर के बराबर होती है, अतः भू-दृश्य की औसत ऊँचाई स्थिर रहती है
3. जटिल अनुक्रिया का अर्थ है कि भू-दृश्य बाह्य परिवर्तन पर एक ही चरण में प्रतिक्रिया देता है जो तुरंत पूरा हो जाता है, और बाद में कोई आंतरिक समायोजन नहीं बचता
4. लंबी अवधि में अवसाद का सबसे बड़ा भाग सदैव अभिलेख की दुर्लभतम व सबसे बड़ी बाढ़ से चलता है, क्योंकि केवल चरम बाढ़ें ही देहली पार करती हैं
उत्तर देखें
उत्तर: A — आंतरिक देहली बिना किसी बाह्य नियंत्रक के बदले पार हो सकती है, उदाहरणतः जब ढाल पर धीरे-धीरे मोटा होता रेगोलिथ अंततः टूट पड़े; B — स्थिर-अवस्था में शैल-उत्थान की दर अपरदन की दर के बराबर होती है, अतः भू-दृश्य की औसत ऊँचाई स्थिर रहती है
आंतरिक देहली केवल आंतरिक परिवर्तन से पार होती है, और स्थिर-अवस्था का अर्थ उत्थान = अपरदन है, अतः ये दोनों कथन सही हैं। जटिल अनुक्रिया एक तात्कालिक चरण का उलटा है: एक बाह्य परिवर्तन कटाव, अवसाद-लहर व अधिवृद्धि जैसे आंतरिक समायोजनों की शृंखला चलाता है। Wolman व Miller का निष्कर्ष है कि मध्यम, काफ़ी बार आने वाले प्रवाह प्रायः अधिकांश अवसाद चलाते हैं, अतः दुर्लभतम बाढ़ वाला दावा ग़लत है।
एक अपवाह द्रोणी की न्यूनतम ऊँचाई 150 m, औसत ऊँचाई 640 m और अधिकतम ऊँचाई 950 m है। उसका हिप्सोमेट्रिक समाकल, दशमलव के दो स्थानों तक, ____ है।
संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।
उत्तर देखें
उत्तर: 0.61
HI = (h_mean − h_min) / (h_max − h_min) = (640 − 150) / (950 − 150) = 490 / 800 = 0.6125, जो पूर्णांकित होकर 0.61 है। न्यूनतम से मापने के बजाय औसत ऊँचाई को अधिकतम से भाग देना (0.67) प्रचलित भूल है।
संतुलन में एक नदी-खंड को ऊपरी धारा में भूस्खलन से अचानक बहुत अधिक मोटा अवसाद मिलता है, जबकि उसका निस्सरण व तल के कणों का आमाप वही रहता है। Lane के संतुलन (Q S, Q_s D_50 के समानुपाती, जहाँ Q निस्सरण, S ढाल, Q_s अवसाद-आपूर्ति व D_50 माध्यिका कण-आमाप है) के अनुसार यह खंड प्रवृत्त होगा:
1. कटाव करने को, क्योंकि अतिरिक्त अवसाद अपघर्षण हेतु अधिक औज़ार देता है और इसलिए भार ढोने हेतु आवश्यक ढाल घटाता है
2. अधिवृद्धि व तीव्र होने (या गुंफित होने) को, जब तक कि ढाल इतना न बढ़ जाए कि अब आ रहे बड़े भार को ढो सके
3. वही ढाल रखने को, क्योंकि निस्सरण व तल के कण-आमाप अपरिवर्तित होने पर संतुलन का दायाँ पक्ष अप्रभावित है
4. कम ढाल वाली एकल विसर्पी वाहिका में संकरी होने को, क्योंकि भार बढ़ने पर संतुलन छोटी वाहिका के पक्ष में रहता है
उत्तर देखें
उत्तर: B — अधिवृद्धि व तीव्र होने (या गुंफित होने) को, जब तक कि ढाल इतना न बढ़ जाए कि अब आ रहे बड़े भार को ढो सके
Lane के संतुलन में दायाँ पक्ष Q_s D_50 बढ़ गया है जबकि Q अपरिवर्तित है, अतः संतुलन लौटाने हेतु बायाँ S बढ़ना चाहिए: खंड अधिवृद्धि करता व तीव्र होता (या गुंफित होता) है। अतिरिक्त औज़ारों से कटाव का भ्रामक विकल्प यह अनदेखा करता है कि परिवहन-क्षमता से अधिक आपूर्ति तल को दबा देती है। ढाल अपरिवर्तित रखने से संतुलन भंग रहता, और कम ढाल क्षमता को और घटाता।
एक चौड़ी नदी-वाहिका में प्रवाह-गहराई h = 2.0 m और जल-सतह ढाल S = 0.0015 है। जल का घनत्व 1000 kg/m³, कण का घनत्व 2650 kg/m³, g = 9.8 m/s² और क्रांतिक Shields प्राचल 0.05 लीजिए। तल-अपरूपण प्रतिबल τ = ρ g h S लेने पर, प्रवाह जिस सबसे बड़े कण को ठीक उठा सकता है उसका व्यास ____ mm (निकटतम पूर्ण मिलीमीटर तक) है।
संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।
उत्तर देखें
उत्तर: 36
τ = ρ g h S = 1000 × 9.8 × 2.0 × 0.0015 = 29.4 Pa। θc = τ / [(ρs − ρ) g D] से D = τ / [θc (ρs − ρ) g] = 29.4 / (0.05 × 1650 × 9.8) = 29.4 / 808.5 = 0.03636 m, यानी लगभग 36 mm। हर में (ρs − ρ) के बजाय ρs लेना, जो उत्प्लावन अनदेखा करता है, लगभग 23 mm देता है और प्रचलित भूल है।
दो पड़ोसी जलग्रहण एक ही शैल-प्रकार व जलवायु में हैं। दोनों विलगन-सीमित कटाव E = K A^m S^n, n = 1 व उभयनिष्ठ K के अंतर्गत स्थिर-अवस्था में पहुँच चुके हैं। S = k_s A^(−θ) में एक जलग्रहण का तीव्रता-गुणांक k_s दूसरे का दुगुना है। इससे क्या निष्कर्ष निकलता है?
1. उसकी अवतलता θ भी दुगुनी है, क्योंकि अधिक तीव्र वाहिकाओं की दीर्घ-परिच्छेदिकाएँ सदैव अधिक प्रबल अवतल होती हैं
2. वह दुगुना पुराना है, क्योंकि स्थिर-अवस्था जलग्रहण में तीव्रता उत्थान आरंभ होने के बाद के समय के अनुपात में बढ़ती है
3. उसका अपवाह-क्षेत्र दुगुना बड़ा है, क्योंकि k_s इकाई अपवाह-क्षेत्र पर ढाल का मान है और इसलिए क्षेत्र के साथ बदलता है
4. उसकी शैल-उत्थान दर लगभग दुगुनी है, क्योंकि n = 1 के साथ स्थिर-अवस्था में तीव्रता k_s = U / K है और K साझा है
उत्तर देखें
उत्तर: D — उसकी शैल-उत्थान दर लगभग दुगुनी है, क्योंकि n = 1 के साथ स्थिर-अवस्था में तीव्रता k_s = U / K है और K साझा है
U = E रखने पर S = (U/K)^(1/n) A^(−m/n) मिलता है, अतः n = 1 हेतु k_s = U / K और साझा K का अर्थ है कि k_s, U के समानुपाती है। अवतलता θ = m/n, U पर निर्भर नहीं, जो अवतलता वाले दावे को काटती है। क्षेत्र x-अक्ष का चर है, k_s का भाग नहीं, और स्थिर-अवस्था में रूप समय के साथ आगे नहीं बदलता, अतः आयु की कोई भूमिका नहीं।
एक वाहिका विलगन-सीमित कटाव E = K A^m S^n, m = 1, n = 2 व K = 1 × 10⁻⁹ m⁻¹ yr⁻¹ (E, m/yr में; A, m² में) के अनुसार स्थिर-अवस्था में है। शैल-उत्थान दर 0.16 mm/yr है और विचारित बिंदु पर अपवाह-क्षेत्र 1 km² है। वहाँ वाहिका का ढाल, दशमलव के एक स्थान तक, ____ है।
संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।
उत्तर देखें
उत्तर: 0.4
स्थिर-अवस्था में U = E, अतः S^n = U / (K A^m)। यहाँ U = 1.6 × 10⁻⁴ m/yr और K A^m = 10⁻⁹ × 10⁶ = 10⁻³, इसलिए S² = 0.16 और S = 0.4। n = 1 की भाँति S = U / (K A) लेने पर 0.16 आता, और 1 km² को 10⁶ m² में बदलना भूलने पर परिणाम बहुत भिन्न आता है।
प्रवाल-वलयद्वीप (atoll) के विकास हेतु Darwin के मॉडल का कौन-सा क्रम व उसका कारण सही है?
1. प्रवाल-वलयद्वीप, फिर रोधक भित्ति, फिर तटीय भित्ति, क्योंकि उठता ज्वालामुखी द्वीप अपने चारों ओर उगी भित्ति को क्रमशः खोता जाता है
2. रोधक भित्ति, फिर तटीय भित्ति, फिर प्रवाल-वलयद्वीप, क्योंकि द्वीप उठकर भित्ति को लैगून के चारों ओर वलय में समुद्र-तल से ऊपर छोड़ देता है
3. तटीय भित्ति, फिर रोधक भित्ति, फिर प्रवाल-वलयद्वीप, क्योंकि ज्वालामुखी द्वीप धँसता है और प्रवाल समुद्र-सतह के निकट बने रहने को ऊपर बढ़ता है
4. तटीय भित्ति, फिर प्रवाल-वलयद्वीप, फिर रोधक भित्ति, क्योंकि लैगून अवसाद से भर जाता है और द्वीप समस्थितिक प्रत्युत्थान से धीरे-धीरे उठता है
उत्तर देखें
उत्तर: C — तटीय भित्ति, फिर रोधक भित्ति, फिर प्रवाल-वलयद्वीप, क्योंकि ज्वालामुखी द्वीप धँसता है और प्रवाल समुद्र-सतह के निकट बने रहने को ऊपर बढ़ता है
Darwin का क्रम तटीय भित्ति, रोधक भित्ति व प्रवाल-वलयद्वीप है, जो ज्वालामुखी द्वीप के धँसने के साथ भित्ति-निर्माता प्रवाल के निरंतर ऊपर बढ़ने से चलता है। उलटा क्रम, पहले प्रवाल-वलयद्वीप, द्वीप के उठने की माँग करता और उसमें भित्ति-वृद्धि का कोई तर्क नहीं। प्रवाल-वलयद्वीप को रोधक भित्ति से पहले रखना द्वीप के धँसने पर लैगून के क्रमिक चौड़ा होने का खंडन करता है।
लगभग 70 Ma से कम आयु के महासागर-तल की गहराई अनुभवजन्य रूप से d = 2500 + 350 √t से दी जाती है, जहाँ d मीटर में और t, Ma में है। 49 Ma आयु के समुद्र-तल की गहराई, मीटर में, ____ है।
संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।
उत्तर देखें
उत्तर: 4950
d = 2500 + 350 × √49 = 2500 + 350 × 7 = 2500 + 2450 = 4950 m। गहराई आयु के वर्गमूल से बढ़ती है क्योंकि स्थलमंडल √t के अनुपात में ठंडा, मोटा और इसलिए नीचा होता है। √t के बजाय t लेने पर 19 km से अधिक की असंगत गहराई आती।
तट के एक खंड पर भूमि 2.0 mm/yr से उठ रही है जबकि यूस्टैटिक (वैश्विक) समुद्र-तल 1.5 mm/yr से उठ रहा है। कौन-सा कथन सही है?
1. सापेक्ष समुद्र-तल 0.5 mm/yr से गिर रहा है, अतः तट तक पहुँचती नदियाँ कटाव करने को प्रवृत्त होती हैं और उन्मग्न तटरेखाएँ बन सकती हैं
2. सापेक्ष समुद्र-तल 3.5 mm/yr से उठ रहा है, अतः घाटियाँ डूबती हैं और तट के साथ ज्वारनदमुख बनते हैं
3. सापेक्ष समुद्र-तल 0.5 mm/yr से उठ रहा है, अतः नदियाँ अपने निचले खंडों में अधिवृद्धि करती हैं और तटरेखा भीतर की ओर पीछे हटती है
4. सापेक्ष समुद्र-तल अपरिवर्तित है, क्योंकि निष्क्रिय तट पर विवर्तनिक व यूस्टैटिक परिवर्तन सदैव एक-दूसरे को निरस्त करते हैं
उत्तर देखें
उत्तर: A — सापेक्ष समुद्र-तल 0.5 mm/yr से गिर रहा है, अतः तट तक पहुँचती नदियाँ कटाव करने को प्रवृत्त होती हैं और उन्मग्न तटरेखाएँ बन सकती हैं
सापेक्ष समुद्र-तल परिवर्तन = यूस्टैटिक परिवर्तन − भूमि-उत्थान = 1.5 − 2.0 = −0.5 mm/yr, यानी सापेक्ष पतन। सापेक्ष पतन आधार-तल घटाता है, अतः नदियाँ कटाव करती हैं और तटरेखाएँ उन्मग्न रह जाती हैं। दोनों दरें जोड़ना (3.5 mm/yr) भ्रामक भूल है और ग़लत है क्योंकि भूमि का उत्थान उठते समुद्र के विरुद्ध कार्य करता है। दोनों दरें तभी निरस्त होतीं जब बराबर होतीं, जो यहाँ नहीं हैं।
नदी-वेदिकाओं व कटाव के बारे में निम्नलिखित में से कौन-से कथन सही हैं?
1. स्ट्रेथ वेदिका पार्श्व अपरदन से समतल किया गया शैल-तल है, जो नदी के उसके नीचे कटने पर परित्यक्त रह जाता है
2. भराव वेदिका अधिवृद्धि के एक चरण और उसके बाद जमा हो चुके जलोढ़ में कटाव को दर्ज करती है
3. दो स्थानों पर वाहिका के ऊपर वेदिका की समान ऊँचाइयाँ अपने-आप सिद्ध करती हैं कि वेदिकाएँ एक ही समय परित्यक्त हुईं
4. आधार-तल का पतन नदी के मुहाने पर कटाव आरंभ करता है, और अनुक्रिया नतिभंग बिंदुओं के रूप में ऊपर की ओर चलती है
उत्तर देखें
उत्तर: A — स्ट्रेथ वेदिका पार्श्व अपरदन से समतल किया गया शैल-तल है, जो नदी के उसके नीचे कटने पर परित्यक्त रह जाता है; B — भराव वेदिका अधिवृद्धि के एक चरण और उसके बाद जमा हो चुके जलोढ़ में कटाव को दर्ज करती है; D — आधार-तल का पतन नदी के मुहाने पर कटाव आरंभ करता है, और अनुक्रिया नतिभंग बिंदुओं के रूप में ऊपर की ओर चलती है
स्ट्रेथ वेदिका परित्यक्त शैल-समतल है, भराव वेदिका अधिवृद्धि के बाद कटाव है, और आधार-तल का पतन मुहाने से कटाव आरंभ कर संकेत को नतिभंग बिंदुओं के रूप में ऊपर खिसकाता है, अतः ये तीनों कथन सही हैं। समान ऊँचाइयाँ समान आयु सिद्ध नहीं करतीं: वेदिकाएँ असमकालिक हो सकती हैं और सहसंबंध हेतु कालनिर्धारण चाहिए, अतः वह कथन ग़लत है।
एक शैल-स्ट्रेथ वेदिका अब वर्तमान वाहिका-तल से 14 m ऊपर है और 35 ka पूर्व परित्यक्त हुई थी। यह मानते हुए कि नदी तब से एकसमान दर पर शैल-उत्थान के साथ कदम मिलाती रही है, शैल-उत्थान दर, mm/yr में दशमलव के एक स्थान तक, ____ है।
संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।
उत्तर देखें
उत्तर: 0.4
कटाव-दर = ऊँचाई / आयु = 14 m / 35 000 yr = 4 × 10⁻⁴ m/yr = 0.4 mm/yr। चूँकि नदी उत्थान के साथ कदम मिलाती रही, शैल-उत्थान दर इसी कटाव-दर के बराबर है। 14 को 35 से भाग देने पर 0.4 m प्रति ka आता है, जो mm/yr में वही संख्या है।
स्थानीय (Airy-प्रकार) समस्थितिक साम्य में एक पर्वत-पट्टी से अपरदन द्वारा 5.5 km शैल हटा दिया जाता है। भूपर्पटी का घनत्व 2700 kg/m³ और प्रावार का घनत्व 3300 kg/m³ लीजिए, और नम्य सामर्थ्य की उपेक्षा कीजिए। समस्थितिक पुनःसमायोजन के बाद भू-सतह का शुद्ध अवनयन ____ m है।
संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।
उत्तर देखें
उत्तर: 1000
शैल-उत्थान अपरदित मोटाई के ρc/ρm = 2700/3300 = 0.818 भाग की प्रतिपूर्ति करता है, अतः सतह e (1 − ρc/ρm) = 5500 × (600/3300) = 1000 m नीची होती है। शैल-उत्थान 4500 m है। उत्तर 5500 m देना, जो समस्थितिकी अनदेखा करता है, या 4500 m, जो अवनयन नहीं प्रत्युत्थान है, दो प्रचलित भूलें हैं।
गहरे-समुद्री ऑक्सीजन-समस्थानिक अभिलेख में MIS 2 जैसी सम-संख्या की समुद्री समस्थानिक अवस्था किसके संगत है?
1. हिमानी काल, जिसमें फ़ोरैमिनीफ़ेरा ¹⁸O से समृद्ध होते हैं क्योंकि हल्की ¹⁶O बढ़ती हिम-चादरों में संचित होती है
2. हिमानी काल, जिसमें फ़ोरैमिनीफ़ेरा ¹⁸O से रिक्त होते हैं क्योंकि बढ़ती हिम-चादरें भारी समस्थानिक को वरीयता से ग्रहण करती हैं
3. अंतरहिमानी काल, जिसमें फ़ोरैमिनीफ़ेरा ¹⁸O से समृद्ध होते हैं क्योंकि गर्म सतही जल कम वाष्पित होता है और भारी ऑक्सीजन पीछे छोड़ता है
4. अंतरहिमानी काल, जिसमें फ़ोरैमिनीफ़ेरा ¹⁸O से रिक्त होते हैं क्योंकि पिघलती हिम हल्की ऑक्सीजन को सागर में लौटाती है
उत्तर देखें
उत्तर: A — हिमानी काल, जिसमें फ़ोरैमिनीफ़ेरा ¹⁸O से समृद्ध होते हैं क्योंकि हल्की ¹⁶O बढ़ती हिम-चादरों में संचित होती है
सम-संख्या की समुद्री समस्थानिक अवस्थाएँ हिमानी हैं। वाष्पन हल्के समस्थानिक ¹⁶O को वरीयता देता है, जो हिम-चादरों में बँध जाता है, अतः सागर, और उसमें बढ़ते फ़ोरैमिनीफ़ेरा, ¹⁸O से समृद्ध हो जाते हैं। हिम द्वारा भारी समस्थानिक ग्रहण करने वाला प्रतिबिंबी कथन ग़लत है, और MIS 1, होलोसीन, विषम-संख्या की अंतरहिमानी अवस्था है।
क्वाटर्नरी अभिलेख व उसके कालनिर्धारण के बारे में निम्नलिखित में से कौन-से कथन सही हैं?
1. अक्षीय झुकाव (obliquity) लगभग 41 ka की अवधि से बदलता है और आरंभिक प्लीस्टोसीन के हिमानी चक्रों की लय निर्धारित करता था
2. रेडियोकार्बन कालनिर्धारण लगभग 500 ka तक पुराने काष्ठ-कोयला, लकड़ी व सीप जैसे पदार्थ पर नियमित रूप से लागू होता है
3. ल्यूमिनेसेंस (OSL) कालनिर्धारण वह समय देता है जब से खनिज-कण अंतिम बार दिन-प्रकाश में आए थे, यानी जब से वे दबे हैं
4. अंतिम हिमानी महत्तम पर वैश्विक समुद्र-तल अपने वर्तमान स्तर से लगभग 120 m नीचे था
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उत्तर: A — अक्षीय झुकाव (obliquity) लगभग 41 ka की अवधि से बदलता है और आरंभिक प्लीस्टोसीन के हिमानी चक्रों की लय निर्धारित करता था; C — ल्यूमिनेसेंस (OSL) कालनिर्धारण वह समय देता है जब से खनिज-कण अंतिम बार दिन-प्रकाश में आए थे, यानी जब से वे दबे हैं; D — अंतिम हिमानी महत्तम पर वैश्विक समुद्र-तल अपने वर्तमान स्तर से लगभग 120 m नीचे था
अक्षीय झुकाव की अवधि लगभग 41 ka है, OSL प्रकाश में अंतिम अनावरण, यानी दबने, का काल बताता है, और अंतिम हिमानी महत्तम पर समुद्र-तल लगभग 120 m नीचा था, अतः ये तीनों सही हैं। रेडियोकार्बन लगभग 50 ka तक सीमित है क्योंकि उसके आगे कार्बन-14 बहुत कम बचता है, अतः 500 ka वाला दावा ग़लत है।