पर्यावरणीय भू-विज्ञान II: अपक्षय, अपरदन, परिवहन और निक्षेपण, मृदा निर्माण, मृत्तिका खनिज, मृदा के भौतिक और रासायनिक गुण, मृदा प्रकार और धनायन विनिमय क्षमता, तत्वों का भू-रासायनिक वर्गीकरण और प्रचुरता, विभाजन और पुनर्चक्रण, और पुराजलवायु

यह अध्याय इकाई IV के दूसरे और तीसरे विषय लेता है: वे सतही प्रक्रम जो चट्टानों को तोड़ते और मृदाएँ बनाते हैं, और वह भू-रसायन जो नियंत्रित करता है कि तत्व कहाँ जाते हैं। इसमें भौतिक, रासायनिक और जैविक अपक्षय, प्रमुख अभिक्रियाओं सहित; अवसाद का अपरदन, परिवहन और निक्षेपण; मृदा-निर्माणकारी खनिज और मृदा निर्माण के प्रक्रम तथा कारक, जलवायवी नियंत्रण सहित; मृत्तिका खनिजों की पहचान और अभिलक्षण; मृदाओं के भौतिक और रासायनिक गुण, सरंध्रता और धनायन विनिमय क्षमता हल सहित; भारत के मृदा प्रकार; गोल्डश्मिट का भू-रासायनिक वर्गीकरण और संपूर्ण पृथ्वी, भूपर्पटी, जलमंडल तथा जैवमंडल में तत्वों की प्रचुरता; सतही प्रक्रमों में तत्वों का विभाजन और पुनर्चक्रण; और पुराजलवायु का पुनर्निर्माण आते हैं। मृदा कार्बनिक पदार्थ और पोषक चक्रों का रसायन इकाई II में पढ़ाया गया।

1. अपक्षय, अपरदन, परिवहन और निक्षेपण

अपक्षय सतह पर या उसके निकट चट्टानों का स्वस्थाने विखंडन है। भौतिक अपक्षय संघटन बदले बिना चट्टान को तोड़ता है: जमने पर जल के लगभग 9% फैलने से तुषार वेजन, शुष्क और तटीय क्षेत्रों में लवण क्रिस्टलीकरण, ऊष्मीय प्रसार और संकुचन, और ऊपरी भार हटने पर चट्टान के फैलने से अपशल्कन। रासायनिक अपक्षय स्वयं खनिजों को बदलता है, और यह गर्म तथा आर्द्र स्थानों पर सबसे तेज़ होता है। जैविक अपक्षय में जड़ों का दबाव और लाइकेनों तथा सूक्ष्मजीवों द्वारा स्रावित अम्ल शामिल हैं। रासायनिक अपक्षय के प्रति खनिजों का प्रतिरोध गोल्डिच स्थिरता श्रेणी का अनुसरण करता है, जो बोवेन के क्रिस्टलीकरण क्रम का उल्टा है: ओलिवीन और कैल्शियम प्लेजियोक्लेज़ सबसे तेज़ अपक्षयित होते हैं और क्वार्ट्ज़ सबसे प्रतिरोधी है, इसीलिए क्वार्ट्ज़ बालू अपक्षय का सामान्य अवशेष है।

रासायनिक अपक्षय अभिक्रियाउदाहरणउत्पाद
जल-अपघटन2KAlSi₃O₈ + 2H⁺ + 9H₂O → Al₂Si₂O₅(OH)₄ + 4H₄SiO₄ + 2K⁺ (फ़ेल्सपार → केओलिनाइट)पोटैशियम फ़ेल्सपार केओलिनाइट मृत्तिका में अपक्षयित होता है, पोटैशियम और घुला सिलिका मुक्त करता हुआ
कार्बोनेटीकरण और विलयनCaCO₃ + CO₂ + H₂O → Ca²⁺ + 2HCO₃⁻चूना पत्थर घुलता है, कार्स्ट भूदृश्य और गुफाएँ बनाता हुआ; यह अभिक्रिया भूवैज्ञानिक समय में वायुमंडलीय CO₂ हटाती है
ऑक्सीकरणओलिवीन, पाइरॉक्सीन और बायोटाइट में Fe²⁺ का Fe³⁺ में ऑक्सीकरणलाल और पीले लौह ऑक्साइड और हाइड्रॉक्साइड (हेमेटाइट, गोएथाइट) जो उष्णकटिबंधीय मृदाओं को रंग देते हैं
जलयोजन और कीलेटनऐन्हाइड्राइट + जल → जिप्सम; धातु आयनों को बाँधते कार्बनिक अम्लखनिजों का प्रसार; अम्लीय मृदाओं में लोहे और ऐलुमिनियम का संचलन

अपरदन अपक्षयित पदार्थ को बहते जल, पवन, हिमनदों, लहरों और ढलानों पर बृहत् संचलन से हटाता है, और परिवहन उसे ले जाता है: विलयन में, निलंबन में (सूक्ष्म गाद और मृत्तिका), उच्छलन से (उछलते बालू कण) और कर्षण से (सबसे स्थूल का लुढ़कना और सरकना)। हयुल्स्ट्रॉम वक्र धारा वेग को अपरदन, परिवहन और निक्षेपण से जोड़ता है: लगभग 0.1 से 0.5 mm का सूक्ष्म बालू निम्नतम वेग पर अपरदित होता है; स्थूलतर कणों को अधिक वेग चाहिए क्योंकि वे भारी हैं; और गाद तथा मृत्तिका, सूक्ष्म होते हुए भी, अपरदन हेतु अधिक वेग माँगती हैं क्योंकि वे संसंजक हैं, फिर भी एक बार निलंबित होने पर वे लगभग स्थिर जल में ही बैठती हैं। अतः निक्षेपण अवसाद को छाँटता है, वाहिकाओं में बजरी, रोधिकाओं पर बालू और बाढ़ के मैदानों, झीलों तथा समुद्र में गाद और मृत्तिका।

2. मृदा-निर्माणकारी खनिज, मृदा निर्माण का प्रक्रम और जलवायवी नियंत्रण, और भारत के मृदा प्रकार

हान्स जेनी (1941) ने मृदा को पाँच अवस्था कारकों के फलन के रूप में व्यक्त किया, s = f(cl, o, r, p, t): जलवायु, जीव, उच्चावच, जनक पदार्थ और समय, "clorpt" समीकरण। बड़े क्षेत्रों पर जलवायु सबसे महत्त्वपूर्ण है, क्योंकि तापमान और वर्षा अपक्षय, निक्षालन और कार्बनिक पदार्थ के परिवर्तन की दरें तय करते हैं। मृदाओं में संस्तर विकसित होते हैं: कार्बनिक पत्रकूड़े का O संस्तर, मिश्रित ह्यूमस और खनिज पदार्थ का A संस्तर, वह E संस्तर जिससे मृत्तिका, लोहा और ऐलुमिनियम निक्षालित (अवक्षालित) होते हैं, वह B संस्तर जहाँ वे संचित (संक्षालित) होते हैं, अपक्षयित जनक पदार्थ का C संस्तर और आधार-शैल की R परत।

मृदा-निर्माणकारी प्रक्रमजलवायुपरिणाम
पॉडज़ॉलीकरणठंडा, आर्द्र, शंकुधारियों के नीचेविरंजित E संस्तर से लोहे, ऐलुमिनियम और ह्यूमस का B संस्तर में अम्लीय निक्षालन; पॉडज़ॉल (स्पोडोसॉल)
लैटेराइटीकरणबारी-बारी से आर्द्र और शुष्क ऋतुओं वाला गर्म, आर्द्र उष्णकटिबंधतीव्र निक्षालन सिलिका और क्षारकों को हटाता है, अवशिष्ट लोहे और ऐलुमिनियम ऑक्साइड छोड़ता हुआ; लैटेराइट, और जहाँ ऐलुमिनियम समृद्ध हो वहाँ बॉक्साइट
कैल्सीकरणअर्ध-शुष्क घास के मैदानसीमित निक्षालन; B या C संस्तर में कैल्शियम कार्बोनेट संचित; उर्वर चर्नोज़म (मॉलिसॉल)
लवणीकरण और क्षारीकरणशुष्क और अर्ध-शुष्क, या कम जलनिकास वाली सिंचित भूमिवाष्पन विलेय लवणों को सतह पर सांद्रित करता है (लवणीय मृदाएँ); विनिमेय सोडियम सोडियमी (क्षारीय) मृदाएँ बनाता है
ग्लेईकरणजलमग्नअपचायी परिस्थितियाँ जंग-रंगी चित्तियों सहित धूसर और नीलाभ रंग देती हैं; ग्ले मृदाएँ

भारतीय कृषि अनुसंधान परिषद आठ प्रमुख मृदा समूह मानती है: सिंधु-गंगा मैदान और डेल्टाओं की जलोढ़ मृदाएँ, जो सबसे विस्तृत और कृषि की दृष्टि से महत्त्वपूर्ण हैं; दक्कन बेसाल्टों से बनी काली मृदाएँ (रेगुर), स्मेक्टाइट से समृद्ध, नमी को अत्यधिक धारण करने वाली, गीली होने पर फूलने और सूखने पर गहरी दरारें डालने वाली, और कपास हेतु उपयुक्त; प्रायद्वीप की क्रिस्टलीय चट्टानों पर लाल मृदाएँ, फ़ेरिक ऑक्साइडों से रंगी; उच्च-वर्षा वाले पश्चिमी घाट, ओडिशा और पूर्वोत्तर की लैटेराइट मृदाएँ; राजस्थान की शुष्क (मरुस्थलीय) मृदाएँ; वन और पर्वतीय मृदाएँ; लवणीय और क्षारीय मृदाएँ; और केरल की करी भूमियों तथा तटीय आर्द्रभूमियों की पीटमय और दलदली मृदाएँ।

3. मृत्तिका खनिज, मृदा के भौतिक और रासायनिक गुण और धनायन विनिमय क्षमता

मृत्तिका खनिज स्तरीय सिलिकेट हैं जो सिलिका चतुष्फलकों (T) और ऐलुमिनियम या मैग्नीशियम अष्टफलकों (O) की चादरों से बने हैं। समरूपी प्रतिस्थापन, जैसे चतुष्फलकीय चादर में Si⁴⁺ के स्थान पर Al³⁺ या अष्टफलकीय चादर में Al³⁺ के स्थान पर Mg²⁺, एक स्थायी ऋणात्मक आवेश छोड़ता है जो विनिमेय धनायनों से संतुलित होता है। इनकी पहचान मुख्यतः X-किरण विवर्तन से होती है, परतों के बीच आधारी अंतराल से और इससे कि नमूने को ग्लाइकॉल से संतृप्त करने या गर्म करने पर वह कैसे बदलता है, जिसका समर्थन विभेदी ऊष्मीय विश्लेषण, अवरक्त स्पेक्ट्रमिकी और इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शिकी करते हैं।

मृत्तिका खनिजसंरचना और आधारी अंतरालCEC (cmol(+)/kg) और व्यवहार
केओलिनाइट1:1 (T-O), हाइड्रोजन आबंधों से बँधी परतें; लगभग 0.7 nm, अप्रसारीलगभग 3 से 15; कम सुघट्यता; अत्यधिक अपक्षयित उष्णकटिबंधीय मृदाओं में प्रधान
इलाइट2:1 (T-O-T), पोटैशियम परतों को बाँधता हुआ; लगभग 1.0 nm, अप्रसारीलगभग 10 से 40; शीतोष्ण मृदाओं और अवसादों में सामान्य
स्मेक्टाइट (मॉन्टमोरिलोनाइट)2:1, दुर्बलता से धारित जलयोजित धनायनों सहित; लगभग 1.4 nm, ग्लाइकॉल से लगभग 1.7 nm तक प्रसारीलगभग 80 से 150; सिकुड़ती और फूलती है; काली कपास मृदाओं में प्रधान
वर्मिक्यूलाइट और क्लोराइटवर्मिक्यूलाइट 2:1, सीमित प्रसार; क्लोराइट 2:1:1, हाइड्रॉक्साइड अंतर्परत सहित, लगभग 1.4 nm, अप्रसारीवर्मिक्यूलाइट लगभग 100 से 150; क्लोराइट लगभग 10 से 40

मृदा के भौतिक गुण गठन से आरंभ होते हैं, अर्थात् बालू (USDA पैमाने पर 2 से 0.05 mm), गाद (0.05 से 0.002 mm) और मृत्तिका (0.002 mm से कम) के अनुपात, जो गठन त्रिभुज से पढ़े जाते हैं, और संरचना, कणों का पुंजों में विन्यास। स्थूल घनत्व कुल आयतन की प्रति इकाई शुष्क द्रव्यमान है, सामान्यतः 1.1 से 1.6 g/cm³, जो संहनन के साथ बढ़ता है; कण घनत्व, केवल ठोसों का घनत्व, अधिकांश खनिज मृदाओं हेतु 2.65 g/cm³ के निकट है; और सरंध्रता = 1 − (स्थूल घनत्व ÷ कण घनत्व), अतः 1.325 g/cm³ स्थूल घनत्व वाली मृदा की सरंध्रता 1 − 0.5 = 50% है। जल क्षेत्र क्षमता, मुक्त जलनिकास के बाद, और स्थायी म्लानि बिंदु के बीच धारित रहता है, और अंतर पौधों को उपलब्ध जल है, जो दोमट में सर्वाधिक है।

रासायनिक गुण pH, विद्युत चालकता (विलेय लवणों का माप), कार्बनिक कार्बन और, सर्वोपरि, धनायन विनिमय क्षमता हैं: विनिमेय धनायनों की वह कुल मात्रा जो कोई मृदा धारण कर सकती है, जिसे धनात्मक आवेश के सेंटीमोल प्रति किलोग्राम में व्यक्त किया जाता है (संख्यात्मक रूप से प्रति 100 g मिलीतुल्यांक के बराबर)। CEC मृत्तिकाओं के स्थायी आवेश और ह्यूमस तथा ऑक्साइडों के pH-आश्रित आवेश से आती है, अतः यह खनिजविज्ञान और कार्बनिक पदार्थ से नियंत्रित है। ह्यूमस की CEC सर्वाधिक है, लगभग 200 cmol(+)/kg या अधिक, स्मेक्टाइट की लगभग 100 और केओलिनाइट की लगभग 10। अतः 30% स्मेक्टाइट, 10% केओलिनाइट और 2% ह्यूमस वाली मृदा की CEC लगभग 0.30 × 100 + 0.10 × 10 + 0.02 × 200 = 30 + 1 + 4 = 35 cmol(+)/kg है। क्षारक संतृप्ति CEC का वह प्रतिशत है जो क्षारीय धनायनों Ca²⁺, Mg²⁺, K⁺ और Na⁺ से अधिकृत है, जो मृदाओं के अम्लीय होने पर घटता है। CEC उर्वरता, भारी धातुओं और कीटनाशकों के धारण, और अम्ल वर्षा को बफ़र करने की मृदा की क्षमता को नियंत्रित करती है।

🎯 काली मृदाएँ क्यों फटती हैं और लैटेराइट क्यों नहीं
अंतर मृत्तिका खनिजविज्ञान का है। स्मेक्टाइट अपनी परतों के बीच जल लेकर फूलती है, फिर सूखने पर सिकुड़ती है, अतः काली कपास मृदाएँ शुष्क ऋतु में गहरी फटती हैं और सड़कों तथा भवनों हेतु कठिन नींव हैं। लैटेराइटों के केओलिनाइट और ऑक्साइड नहीं फैलते, अतः ये मृदाएँ दृढ़ रहती हैं, CEC और उर्वरता में कम होती हैं, और उद्भासन पर अनुत्क्रमणीय रूप से कठोर हो जाती हैं, इसीलिए लैटेराइट को भवन-पत्थर के रूप में खोदा गया।

4. तत्वों का भू-रासायनिक वर्गीकरण और प्रचुरता, विभाजन और पुनर्चक्रण

गोल्डश्मिट वर्गबंधुताउदाहरणकहाँ सांद्रित
साइडरोफ़ाइललौह-प्रेमी; धात्विक लोहे से मिश्रधातु बनाते हैंलोहा (Fe), निकल (Ni), कोबाल्ट (Co), सोना (Au), प्लैटिनम (Pt), इरिडियम (Ir)क्रोड, इसीलिए प्लैटिनम-समूह धातुएँ भूपर्पटी में दुर्लभ हैं
चैल्कोफ़ाइलसल्फ़र-प्रेमी; सल्फ़ाइड बनाते हैंताँबा (Cu), जस्ता (Zn), सीसा (Pb), पारा (Hg), चाँदी (Ag), कैडमियम (Cd), आर्सेनिक (As)सल्फ़ाइड अयस्क निक्षेप, जो अपक्षय पर धातुएँ और अम्लीय खान अपवाह मुक्त करते हैं
लिथोफ़ाइलऑक्सीजन-प्रेमी; सिलिकेट और ऑक्साइड बनाते हैंSi, Al, Na, K, Ca, Mg, दुर्लभ मृदा तत्व, U, Thभूपर्पटी और प्रावार
ऐट्मोफ़ाइलवाष्पशील, गैसीयN, उत्कृष्ट गैसें, Hवायुमंडल और जलमंडल

प्रचुरताएँ भंडारों के बीच तीव्रता से भिन्न हैं। द्रव्यमान से संपूर्ण पृथ्वी में लोहे (लगभग 32%), ऑक्सीजन (लगभग 30%), सिलिकॉन (लगभग 15%) और मैग्नीशियम (लगभग 14%) का प्रभुत्व है, लोहा क्रोड के कारण इतना प्रचुर है। इसके विपरीत भूपर्पटी में ऑक्सीजन, सिलिकॉन और ऐलुमिनियम आगे हैं। समुद्री जल में, हाइड्रोजन और ऑक्सीजन के अतिरिक्त, क्लोराइड (लगभग 19.4 g/kg) और सोडियम (लगभग 10.8 g/kg) का प्रभुत्व है, जिनके बाद सल्फ़ेट, मैग्नीशियम, कैल्शियम और पोटैशियम आते हैं, कुल लवणता लगभग 35 g/kg। जैवमंडल मुख्यतः हल्के तत्वों से बना है: मानव शरीर द्रव्यमान से लगभग 65% ऑक्सीजन, 18% कार्बन, 10% हाइड्रोजन और 3% नाइट्रोजन है, जिसके बाद कैल्शियम और फ़ॉस्फ़ोरस आते हैं।

अपक्षय और अवसादन के दौरान किसी तत्व का विभाजन कैसे होता है, यह बड़े पैमाने पर उसके आयनिक विभव, अर्थात् आवेश और आयनिक त्रिज्या के अनुपात, पर निर्भर है। निम्न आयनिक विभव वाले आयन, जैसे Na⁺, K⁺, Ca²⁺ और Mg²⁺, धनायनों के रूप में विलयन में रहते हैं और समुद्र तक ले जाए जाते हैं; मध्यम आयनिक विभव वाले, जैसे Al³⁺, Fe³⁺ और Ti⁴⁺, जल-अपघटित होकर अविलेय हाइड्रॉक्साइडों (हाइड्रोलाइज़ेट) के रूप में अवक्षेपित होते हैं और मृदाओं तथा लैटेराइटों में पीछे रह जाते हैं; और उच्च आयनिक विभव वाले, जैसे C, N, S और P, कार्बोनेट, नाइट्रेट, सल्फ़ेट और फ़ॉस्फ़ेट जैसे विलेय ऑक्सीऋणायन बनाते हैं। रेडॉक्स परिस्थितियाँ दूसरा नियंत्रण जोड़ती हैं, लोहा और मैंगनीज़ अपचयित होने पर गतिशील और ऑक्सीकृत होने पर अगतिशील होते हैं। तत्वों का भू-रासायनिक पुनर्चक्रण शैल चक्र से होता है: अपक्षय उन्हें मुक्त करता है, नदियाँ उन्हें महासागर तक ले जाती हैं, अवसादन और दफ़न उन्हें चट्टान में बंद करते हैं, और क्षेपण, कायांतरण तथा ज्वालामुखीयता उन्हें करोड़ों वर्षों में सतह पर लौटाते हैं।

5. पुराजलवायु

पुराजलवायु का पुनर्निर्माण प्रॉक्सियों से होता है, अर्थात् वे प्राकृतिक अभिलेखागार जो अतीत की परिस्थितियाँ दर्ज करते हैं। हिम क्रोड हिम के समस्थानिक संघटन को, जिसका δ¹⁸O और δD ठंडे कालों में अधिक ऋणात्मक होता है, और प्राचीन वायु के बुलबुलों को, जो अतीत की कार्बन डाइऑक्साइड और मीथेन सीधे देते हैं, दोनों सुरक्षित रखते हैं; अंटार्कटिका का EPICA डोम C क्रोड लगभग 8,00,000 वर्ष तक जाता है और दिखाता है कि कार्बन डाइऑक्साइड हिमनद कालों में मोटे तौर पर 180 ppm और अंतर-हिमनद कालों में 280 ppm के बीच बदलती रही, जो आज के स्तरों से बहुत नीचे है। समुद्री अवसादों में फ़ोरामिनिफ़ेरा कवचों का δ¹⁸O तब बढ़ता है जब जलवायु ठंडी हो और हिम चादरें हल्के ¹⁶O को बंद कर लें। वृक्ष वलय, प्रवाल, झील और दलदल अवसादों में पराग, गुफाओं के स्पेलियोथेम और वार्षिक परतों वाले झील वार्व सूक्ष्मतर विवरण भरते हैं।

पिछले कुछ लाख वर्षों में हिमनद-अंतरहिमनद चक्रों की गति मिलांकोविच चक्रों ने तय की है, जो पृथ्वी की कक्षा में आवधिक परिवर्तन हैं और ऋतु तथा अक्षांश के अनुसार सूर्यप्रकाश का पुनर्वितरण करते हैं: उत्केंद्रता, कक्षा का आकार, लगभग 1,00,000 और 4,00,000 वर्ष की अवधियों सहित; अक्षीय झुकाव, अक्ष का लगभग 22.1° और 24.5° के बीच झुकाव, लगभग 41,000 वर्ष की अवधि सहित; और अयन, अक्ष का डगमगाना, लगभग 19,000 से 23,000 वर्ष की अवधियों सहित। कक्षीय परिवर्तन छोटे हैं, और हरितगृह गैसों तथा हिम ऐल्बिडो की प्रतिपुष्टियाँ उन्हें प्रवर्धित करती हैं। अंतिम हिमनद अधिकतम लगभग 21,000 वर्ष पूर्व था, जब समुद्र-तल 100 मी से अधिक नीचा था, और वर्तमान अंतरहिमनद, होलोसीन, लगभग 11,700 वर्ष पूर्व आरंभ हुआ। पुराजलवायु अभिलेख इसलिए महत्त्वपूर्ण है क्योंकि वह दिखाता है कि जलवायु कार्बन डाइऑक्साइड के प्रति कितनी संवेदी है और पहले वह कितनी तेज़ी से बदली है।

मुख्य बिंदु

  • रासायनिक अपक्षय (जल-अपघटन, कार्बोनेटीकरण, ऑक्सीकरण) गर्म और आर्द्र स्थानों पर सबसे तेज़ है; क्वार्ट्ज़ उसका सर्वाधिक प्रतिरोध करता है; हयुल्स्ट्रॉम वक्र दिखाता है कि सूक्ष्म बालू सबसे आसानी से अपरदित होता है।
  • मृदा = f(जलवायु, जीव, उच्चावच, जनक पदार्थ, समय); पॉडज़ॉलीकरण, लैटेराइटीकरण, कैल्सीकरण, लवणीकरण और ग्लेईकरण जलवायु और जलनिकास का अनुसरण करते हैं; भारत में जलोढ़ से पीटमय तक आठ प्रमुख मृदा समूह हैं।
  • केओलिनाइट (1:1, 0.7 nm) की CEC कम है; स्मेक्टाइट (2:1, प्रसारी) की CEC अधिक है और वह फूलती है; XRD उनकी पहचान करता है; सरंध्रता = 1 − BD ÷ PD और CEC मृत्तिकाओं तथा ह्यूमस के योगदानों का योग है।
  • गोल्डश्मिट के वर्ग साइडरोफ़ाइल, चैल्कोफ़ाइल, लिथोफ़ाइल और ऐट्मोफ़ाइल हैं; संपूर्ण पृथ्वी लौह-समृद्ध, भूपर्पटी ऑक्सीजन- और सिलिकॉन-समृद्ध और समुद्री जल क्लोराइड- और सोडियम-समृद्ध है; आयनिक विभव तय करता है कि कोई तत्व घुलेगा, जल-अपघटित होगा या ऑक्सीऋणायन बनाएगा।
  • हिम क्रोड, फ़ोरामिनिफ़ेरा का δ¹⁸O, वृक्ष वलय और पराग पुराजलवायु का पुनर्निर्माण करते हैं; लगभग 1,00,000, 41,000 और 19,000 से 23,000 वर्ष के मिलांकोविच चक्र हिमयुगों की गति तय करते हैं।

अभ्यास प्रश्न (10)

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।

  1. जेनी का समीकरण मृदा को किन पाँच कारकों के फलन के रूप में व्यक्त करता है?

    1. तापमान, वर्षा, पवन, सूर्यप्रकाश और आर्द्रता
    2. जलवायु, जीव, उच्चावच, जनक पदार्थ और समय
    3. बालू, गाद, मृत्तिका, ह्यूमस और जल
    4. pH, CEC, सरंध्रता, गठन और रंग
    उत्तर देखें

    उत्तर: B — जलवायु, जीव, उच्चावच, जनक पदार्थ और समय

    जेनी (1941) ने s = f(cl, o, r, p, t) लिखा, मृदा निर्माण के clorpt अवस्था कारक। अन्य विकल्प मृदा घटक, मृदा गुण या केवल जलवायु के तत्व गिनाते हैं, जो पाँच में से केवल एक कारक है।

  2. किसी मृदा का स्थूल घनत्व 1.325 g/cm³ और कण घनत्व 2.65 g/cm³ है। प्रतिशत में उसकी सरंध्रता क्या है?

    संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।

    उत्तर देखें

    उत्तर: 50

    सरंध्रता = 1 − (स्थूल घनत्व ÷ कण घनत्व) = 1 − (1.325 ÷ 2.65) = 1 − 0.5 = 0.5, अर्थात् 50%। कण घनत्व को स्थूल घनत्व से भाग देना (2.0) या घनत्वों को घटाना (1.325) रंध्र अंश नहीं देता।

  3. किस मृत्तिका खनिज की धनायन विनिमय क्षमता सर्वाधिक है और वह गीला होने पर प्रबलता से फूलता है?

    1. केओलिनाइट
    2. क्वार्ट्ज़
    3. इलाइट
    4. स्मेक्टाइट (मॉन्टमोरिलोनाइट)
    उत्तर देखें

    उत्तर: D — स्मेक्टाइट (मॉन्टमोरिलोनाइट)

    स्मेक्टाइट 2:1 मृत्तिका है जिसकी परतें केवल जलयोजित धनायनों से बँधी हैं, अतः जल उनके बीच प्रवेश करता है, जालक फैलता है और बड़ी आंतरिक सतह लगभग 80 से 150 cmol(+)/kg की उच्च CEC रखती है। केओलिनाइट 1:1, अप्रसारी और कम CEC वाली है, इलाइट पोटैशियम से बँधी है, और क्वार्ट्ज़ मृत्तिका खनिज नहीं है।

  4. गोल्डश्मिट के वर्गीकरण में निम्न में से कौन-से चैल्कोफ़ाइल तत्व हैं? सभी सही विकल्प चुनिए।

    1. पोटैशियम
    2. ज़िंक
    3. सीसा
    4. ताँबा
    उत्तर देखें

    उत्तर: B — ज़िंक; C — सीसा; D — ताँबा

    ताँबा, ज़िंक और सीसा सल्फ़र से आसानी से संयोग करते हैं और मुख्यतः चैल्कोपाइराइट, स्फ़ैलेराइट और गैलेना जैसे सल्फ़ाइड अयस्कों के रूप में मिलते हैं। पोटैशियम लिथोफ़ाइल है, फ़ेल्सपार और अभ्रक जैसे सिलिकेटों में बँधा।

  5. लैटेराइटीकरण वह मृदा-निर्माणकारी प्रक्रम है जिसमें

    1. शुष्क भूमियों में वाष्पन से सतह पर लवण संचित होते हैं
    2. ठंडे शंकुधारी वन के नीचे एक विरंजित संस्तर से लोहा और ऐलुमिनियम निक्षालित होते हैं
    3. गर्म, आर्द्र उष्णकटिबंध में तीव्र निक्षालन सिलिका और क्षारकों को हटाता है, लोहे और ऐलुमिनियम ऑक्साइड छोड़ता हुआ
    4. अर्ध-शुष्क घास के मैदानों की अवमृदा में कैल्शियम कार्बोनेट संचित होता है
    उत्तर देखें

    उत्तर: C — गर्म, आर्द्र उष्णकटिबंध में तीव्र निक्षालन सिलिका और क्षारकों को हटाता है, लोहे और ऐलुमिनियम ऑक्साइड छोड़ता हुआ

    लैटेराइटीकरण मृदा का विसिलिकीकरण करता है, अवशिष्ट लोहे और ऐलुमिनियम ऑक्साइड छोड़ता है; जहाँ ऐलुमिनियम समृद्ध हो, वहाँ बॉक्साइट बनता है। अन्य विकल्प क्रमशः कैल्सीकरण, पॉडज़ॉलीकरण और लवणीकरण का वर्णन करते हैं।

  6. अभिकथन (A): काली कपास मृदाओं में शुष्क ऋतु में गहरी दरारें पड़ती हैं। कारण (R): वे स्मेक्टाइट से समृद्ध हैं, जो गीली होने पर फूलती और सूखने पर सिकुड़ती है। सही विकल्प चुनिए।

    1. A और R दोनों सत्य हैं, और R, A की सही व्याख्या है
    2. A और R दोनों सत्य हैं, पर R, A की सही व्याख्या नहीं है
    3. A सत्य है, पर R असत्य है
    4. A असत्य है, पर R सत्य है
    उत्तर देखें

    उत्तर: A — A और R दोनों सत्य हैं, और R, A की सही व्याख्या है

    दोनों सत्य हैं और R, A की व्याख्या करता है। दक्कन बेसाल्ट मृदाओं की प्रसारी स्मेक्टाइट मानसून में अपनी परतों के बीच जल लेती है और शुष्क महीनों में खो देती है, और सिकुड़न गहरी दरारें खोलती है; यही उन्हें सड़कों और भवनों हेतु कठिन नींव भी बनाता है।

  7. पृथ्वी के अक्ष के झुकाव (अक्षीय झुकाव) में परिवर्तनों से संबद्ध मिलांकोविच चक्र की अवधि लगभग कितनी है?

    1. 21,000 वर्ष
    2. 1,00,000 वर्ष
    3. 41,000 वर्ष
    4. 11,700 वर्ष
    उत्तर देखें

    उत्तर: C — 41,000 वर्ष

    अक्षीय झुकाव लगभग 41,000 वर्षों में लगभग 22.1° और 24.5° के बीच बदलता है। लगभग 1,00,000 वर्ष उत्केंद्रता है, लगभग 19,000 से 23,000 वर्ष अयन है, और 11,700 वर्ष होलोसीन की आयु है, कोई कक्षीय अवधि नहीं।

  8. निम्न में से कौन-से अतीत की जलवायु के पुनर्निर्माण हेतु प्रॉक्सी के रूप में प्रयुक्त होते हैं? सभी सही विकल्प चुनिए।

    1. अंटार्कटिक हिम क्रोडों में फँसे वायु बुलबुले
    2. किसी वन का वर्तमान NDVI
    3. समुद्री अवसादों में फ़ोरामिनिफ़ेरा कवचों का ऑक्सीजन-समस्थानिक अनुपात
    4. किसी खनिज की मोह्स कठोरता
    उत्तर देखें

    उत्तर: A — अंटार्कटिक हिम क्रोडों में फँसे वायु बुलबुले; C — समुद्री अवसादों में फ़ोरामिनिफ़ेरा कवचों का ऑक्सीजन-समस्थानिक अनुपात

    हिम-क्रोड बुलबुले अतीत की कार्बन डाइऑक्साइड और मीथेन सीधे देते हैं, और फ़ोरामिनिफ़ेरा का δ¹⁸O अतीत का तापमान और हिम आयतन दर्ज करता है। वर्तमान वनस्पति सूचकांक अतीत के विषय में कुछ नहीं कहता, और खनिज कठोरता एक भौतिक गुण है जिसमें कोई जलवायवी अभिलेख नहीं।

  9. 30% स्मेक्टाइट (CEC 100 cmol(+)/kg), 10% केओलिनाइट (CEC 10 cmol(+)/kg) और 2% ह्यूमस (CEC 200 cmol(+)/kg) वाली, शेष का कोई योगदान नहीं, मृदा की धनायन विनिमय क्षमता cmol(+)/kg में आँकिए।

    संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।

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    उत्तर: 35

    CEC = 0.30 × 100 + 0.10 × 10 + 0.02 × 200 = 30 + 1 + 4 = 35 cmol(+)/kg। द्रव्यमान से केवल 2% होते हुए भी ह्यूमस केओलिनाइट से चार गुना योगदान देता है, इसीलिए मृदा की विनिमय क्षमता हेतु कार्बनिक पदार्थ इतना महत्त्वपूर्ण है।

  10. रासायनिक अपक्षय के दौरान पोटैशियम फ़ेल्सपार का जल-अपघटन क्या उत्पन्न करता है?

    1. हेमेटाइट और सल्फ़्यूरिक अम्ल
    2. केओलिनाइट मृत्तिका, घुला सिलिका और पोटैशियम आयन
    3. क्वार्ट्ज़ और मीथेन
    4. कैल्साइट और कार्बन डाइऑक्साइड
    उत्तर देखें

    उत्तर: B — केओलिनाइट मृत्तिका, घुला सिलिका और पोटैशियम आयन

    2KAlSi₃O₈ + 2H⁺ + 9H₂O → Al₂Si₂O₅(OH)₄ + 4H₄SiO₄ + 2K⁺: फ़ेल्सपार अम्लीकृत जल से अभिक्रिया करके केओलिनाइट, सिलिसिक अम्ल और पोटैशियम देता है, इसी प्रकार मृत्तिकाएँ और नदियों द्वारा वाहित अधिकांश पोटैशियम तथा सिलिका उत्पन्न होते हैं। हेमेटाइट लौह-युक्त खनिजों के ऑक्सीकरण से आता है, फ़ेल्सपार से नहीं।