भू-आकृति विज्ञान I: अंतर्जात और बहिर्जात बल, महाद्वीपीय विस्थापन, प्लेट विवर्तनिकी और भू-संचलन
1. अंतर्जात और बहिर्जात बल
हर भू-आकृति दो बल-समूहों का क्षणिक संतुलन है। अंतर्जात बल पृथ्वी के भीतर उत्पन्न होते हैं और उसकी आंतरिक ऊष्मा से संचालित होते हैं — उसके निर्माण से बची अवशिष्ट ऊष्मा और रेडियोधर्मी तत्वों के क्षय से मुक्त ऊष्मा। वे भू-पर्पटी को ऊपर उठाते, नीचे धँसाते, मोड़ते और तोड़ते हैं और इस प्रकार उच्चावच का निर्माण करते हैं। बहिर्जात बल सतह पर या उसके निकट कार्य करते हैं और वायुमंडल व जलमंडल के माध्यम से कार्यरत सौर ऊर्जा तथा गुरुत्व से संचालित होते हैं। उनका कार्य — अपक्षय, वृहद् संचलन, अपरदन, परिवहन और निक्षेपण — सामूहिक रूप से तलसंतुलन (ग्रेडेशन) कहलाता है, और यह ऊँची भूमि को नीचा करके (निम्नीकरण) और निचली भूमि को भरकर (अधिवृद्धि) उच्चावच को घटाने की प्रवृत्ति रखता है। किसी भी क्षेत्र का किसी भी क्षण का उच्चावच इन दोनों का शुद्ध परिणाम है।
| बल | प्रकार | यह क्या करता है |
|---|---|---|
| अंतर्जात — पटल-विरूपणी, मंद | महाद्वीप-निर्माणकारी (एपीरोजेनिक) | स्तरों के अल्प विरूपण के साथ विशाल क्षेत्रों का व्यापक ऊर्ध्वाधर उत्थान या अवतलन |
| अंतर्जात — पटल-विरूपणी, मंद | पर्वत-निर्माणकारी (ओरोजेनिक) | मुख्यतः क्षैतिज संपीडन या तनाव जो पर्पटी को वलित और भ्रंशित करके पर्वत-पट्टियाँ बनाता है |
| अंतर्जात — आकस्मिक | भूकंप और ज्वालामुखीयता | संचित विकृति या पिघले पदार्थ का तीव्र मोचन, प्रायः प्लेट-सीमाओं पर |
| बहिर्जात | अपक्षय, वृहद् संचलन, अपरदन, निक्षेपण | नदियों, भूजल, हिमनदों, पवन और तरंगों के माध्यम से पदार्थ को घिसना और पुनर्वितरित करना |
2. महाद्वीपीय विस्थापन: वेगनर की परिकल्पना और उसके साक्ष्य
आल्फ़्रेड वेगनर, एक जर्मन मौसम-विज्ञानी, ने 1912 में महाद्वीपीय विस्थापन प्रस्तुत किया और इसे डी एंटस्टेहुंग डेर कॉन्टिनेंटे उंड ओज़ियाने (महाद्वीपों और महासागरों की उत्पत्ति, 1915) में विस्तार से रखा। उन्होंने तर्क दिया कि महाद्वीप कभी एक ही महाद्वीप पैंजिया में जुड़े थे, जो एक सार्वभौम महासागर पैंथालासा से घिरा था, और पैंजिया मध्यजीवी महाकल्प में टूटने लगा — पहले उत्तरी लॉरेशिया और दक्षिणी गोंडवानालैंड में, जिन्हें टेथिस सागर अलग करता था, और फिर वर्तमान महाद्वीपों में। (एफ़.बी. टेलर ने 1910 में तृतीयक पर्वतों के चापों की व्याख्या हेतु महाद्वीपों के ऐसे ही विस्थापन का प्रस्ताव रखा था।) वेगनर के साक्ष्य पाँच प्रकार के थे।
- आमने-सामने के तटों का पहेली-सा मेल, विशेषकर दक्षिण अमेरिका और अफ़्रीका; 1965 में बुलार्ड के कंप्यूटर-मेल ने, जो तटरेखा के बजाय महाद्वीपीय ढाल के सहारे मिलाया गया, इसे कहीं अधिक निकट कर दिया।
- भूवैज्ञानिक मेल: अटलांटिक के दोनों ओर समान आयु और संरचना की चट्टानें, और अप्लेशियन व कैलेडोनियन वलित पट्टियों का उसके पार जारी रहना।
- जीवाश्म: मीठे पानी का सरीसृप मेसोसॉरस ब्राज़ील और दक्षिणी अफ़्रीका दोनों में, और ग्लॉसोप्टेरिस वनस्पति भारत, अफ़्रीका, दक्षिण अमेरिका, ऑस्ट्रेलिया और अंटार्कटिका में।
- पुराजलवायु: पर्मो-कार्बोनिफ़ेरस हिमनदन के टिलाइट आज के उष्णकटिबंधीय भारत, अफ़्रीका और दक्षिण अमेरिका में, जो तभी अर्थपूर्ण हैं जब ये भू-भाग कभी दक्षिणी ध्रुव के निकट एक साथ रहे हों।
- प्लेसर निक्षेप: घाना तट पर सोना जिसकी स्थानीय मूल चट्टान नहीं है, उसकी जनक शिराएँ ब्राज़ील में हैं।
परिकल्पना तीन दशकों तक अपने साक्ष्य के कारण नहीं, अपनी क्रियाविधि के कारण अस्वीकृत रही। वेगनर ने पृथ्वी के घूर्णन से उत्पन्न ध्रुव-पलायनी बल (पोलफ़्लुख़्ट) और सूर्य व चंद्रमा से पश्चिम की ओर ज्वारीय बल प्रस्तावित किया। भौतिकविदों ने दिखाया कि दोनों बल महाद्वीपों को कठोर महासागर-तल के बीच से धकेलने के लिए कई गुना दुर्बल हैं। आर्थर होम्स (1928–31) ने मैंटल में तापीय संवहन धाराओं को चालक के रूप में प्रस्तावित किया, जो अंततः मिले उत्तर के बहुत निकट था पर उस समय साक्ष्य से रहित था।
3. सागर-नितल प्रसरण से प्लेट विवर्तनिकी तक
युद्धोत्तर महासागर-तल मानचित्रण ने वह दिया जो वेगनर के पास नहीं था। हैरी हेस (1962) ने सागर-नितल प्रसरण प्रस्तावित किया: मध्य-महासागरीय कटकों पर मैग्मा ऊपर उठता है, नई महासागरीय पर्पटी बनाता है और दोनों ओर दूर खिसकता है, तथा पुरानी पर्पटी गहरी समुद्री खाइयों पर मैंटल में उतर जाती है। पुराचुंबकत्व ने इसकी पुष्टि की। बेसाल्ट ठंडा होते समय पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र की दिशा दर्ज कर लेता है, जो अनियमित अंतरालों पर उलटती है; वाइन और मैथ्यूज़ (1963, और स्वतंत्र रूप से मॉर्ले) ने कटकों के दोनों ओर की सममित चुंबकीय पट्टियों को प्रसरण की टेप-रिकॉर्डिंग के रूप में समझाया। महासागर-तल की चट्टानें कटकों पर सबसे नई हैं और खाइयों की ओर पुरानी होती जाती हैं, और कहीं भी महासागरीय पर्पटी लगभग 20 करोड़ वर्ष (जुरैसिक) से पुरानी नहीं। जे. टूज़ो विल्सन (1965) ने रूपांतर भ्रंशों की पहचान की, और 1967 से 1968 के बीच मैकेंज़ी व पार्कर, मॉर्गन और ले पिशों ने प्लेट विवर्तनिकी का सिद्धांत गढ़ा।
कठोर स्थलमंडल (पर्पटी और ऊपरी मैंटल, लगभग 100 किमी मोटा) लगभग सात प्रमुख प्लेटों — प्रशांत, उत्तर अमेरिकी, दक्षिण अमेरिकी, यूरेशियाई, अफ़्रीकी, भारतीय-ऑस्ट्रेलियाई और अंटार्कटिक — तथा नाज़्का, कोकोस, फ़िलीपीन, कैरिबियन, अरब और हुआन डे फ़ूका जैसी अनेक लघु प्लेटों में विभाजित है। वे दुर्बल, आंशिक रूप से पिघले दुर्बलतामंडल पर चलती हैं। चालक बल की वर्तमान समझ सबसे बड़ा अंश स्लैब-खिंचाव (अधोगमन क्षेत्रों पर डूबते ठंडे, सघन स्थलमंडल का भार) को देती है, प्रसरण-केंद्रों पर कटक-धक्का और गहरे इंजन के रूप में मैंटल संवहन के साथ।
| सीमा | गति | भू-आकृतियाँ और उदाहरण |
|---|---|---|
| अपसारी (रचनात्मक) | प्लेटें दूर जाती हैं; नई पर्पटी बनती है | मध्य-अटलांटिक कटक जैसी मध्य-महासागरीय कटकें; पूर्वी अफ़्रीकी भ्रंशघाटी जैसी महाद्वीपीय दरारें |
| अभिसारी, महासागर–महासागर | एक महासागरीय प्लेट दूसरी के नीचे अधोगमित होती है | खाई और ज्वालामुखीय द्वीप-चाप: मारियाना खाई, जापान, एल्यूशियन |
| अभिसारी, महासागर–महाद्वीप | महासागरीय प्लेट महाद्वीपीय के नीचे अधोगमित | खाई और ज्वालामुखीय वलित पर्वत: पेरू–चिली खाई और एंडीज़ |
| अभिसारी, महाद्वीप–महाद्वीप | टक्कर; उत्प्लावी पर्पटी अधोगमन का प्रतिरोध करती है | विशाल वलित पर्वत और पठार: हिमालय और तिब्बत |
| रूपांतर (संरक्षी) | प्लेटें एक-दूसरे के पास से सरकती हैं; पर्पटी न बनती है न नष्ट होती है | सैन एंड्रियास भ्रंश; मध्य-महासागरीय कटकों के विस्थापन |
अधोगमन क्षेत्र के नीचे भूकंप-केंद्रों का झुका हुआ तल वदाती–बेनिऑफ़ क्षेत्र है। प्लेट-किनारों से दूर ज्वालामुखीयता की व्याख्या तप्त-स्थलों से होती है — हवाई शृंखला के लिए विल्सन (1963), गहरे मैंटल-प्लूमों के लिए डब्ल्यू.जे. मॉर्गन (1971): स्थिर प्लूम के ऊपर से गुज़रती प्लेट ज्वालामुखियों की एक पंक्ति छोड़ती है जो सक्रिय ज्वालामुखी से दूर होते-होते पुराने होते जाते हैं। दक्कन ट्रैप (लगभग 6.6 करोड़ वर्ष पूर्व) उस प्लूम से जोड़े जाते हैं जो अब रीयूनियन के नीचे है। भारतीय प्लेट उत्तर क्रिटेशियस में मेडागास्कर से अलग हुई, असामान्य रूप से तेज़ी से उत्तर की ओर बढ़ी, और लगभग 5 करोड़ वर्ष पूर्व यूरेशिया से टकराने लगी; यह अब भी लगभग 4–5 सेमी प्रति वर्ष अभिसरित हो रही है, यही कारण है कि हिमालय भूकंपीय रूप से सक्रिय है।
4. भू-संचलन: भूकंपीयता, वलन, भ्रंशन और ज्वालामुखीयता
वलन संपीडन के अधीन स्तरों का मुड़ना है। ऊपर उठा हुआ भाग अपनति और नीचे मुड़ी द्रोणी अभिनति है; संपीडन बढ़ने पर वलन असममित, उलटे, परिवलित (करवट लेटे) और, जब कोई परिवलित वलन कतरकर क्षेप-तल पर आगे ले जाया जाता है, तब ग्रीवा-खंड (नापे) बनते हैं — आल्प्स की संरचना। एकनत वलन की एक भुजा खड़ी होती है; समनत वलन में दोनों भुजाएँ समान कोण पर झुकी होती हैं। अनेक लघु वलनों वाली विशाल अपनति समपनति (एंटीक्लाइनोरियम) और उसका प्रतिरूप समभिनति (सिंक्लाइनोरियम) है। भ्रंशन विस्थापन सहित विभंग है। तनाव से सामान्य भ्रंश बनते हैं; संपीडन से उत्क्रम और, जहाँ भ्रंश-तल निम्न-कोणीय हो, क्षेप भ्रंश; क्षैतिज अपरूपण से नतिलंब-सर्पी (विदारण) भ्रंश। दो सामान्य भ्रंशों के बीच नीचे धँसा खंड ग्राबेन या भ्रंशघाटी है, और उनके बीच खड़ा रह गया खंड होर्स्ट या ब्लॉक पर्वत — वोज़ और ब्लैक फ़ॉरेस्ट के बीच राइन भ्रंशघाटी शास्त्रीय युग्म है, और नर्मदा विंध्य और सतपुड़ा के बीच एक भ्रंशघाटी से पश्चिम की ओर बहती है।
भूकंप किसी भ्रंश के साथ संचित विकृति का आकस्मिक मोचन है। यह उद्गम-केंद्र (अवकेंद्र) से आरंभ होता है; सतह पर उसके ठीक ऊपर का बिंदु अधिकेंद्र है। P तरंगें अनुदैर्ध्य, सबसे तेज़ हैं, और ठोस, द्रव व गैस सबमें चलती हैं; S तरंगें अनुप्रस्थ हैं और द्रव से नहीं गुज़र सकतीं; धरातलीय तरंगें (लव और रैले) सबसे अंत में पहुँचती हैं और सर्वाधिक क्षति करती हैं। चूँकि S तरंगें द्रव बाह्य क्रोड को पार नहीं करतीं, अधिकेंद्र से लगभग 103° के पार एक S-तरंग छाया क्षेत्र बनता है, और क्रोड-सीमा पर P तरंगों के अपवर्तन से लगभग 103° और 142° के बीच P-तरंग छाया क्षेत्र बनता है। आकार दो प्रकार से मापा जाता है: परिमाण (रिक्टर, 1935, अब प्रायः आघूर्ण परिमाण Mw) मुक्त ऊर्जा का लघुगणकीय माप है — हर पूर्ण अंक दर्ज आयाम में दस गुना वृद्धि और ऊर्जा में लगभग 32 गुना है — जबकि तीव्रता (संशोधित मरकैली मापनी, I से XII) किसी स्थान पर देखे गए प्रभावों का वर्णन करती है। सबसे बड़े भूकंपों में से लगभग चार-पाँचवें परि-प्रशांत पट्टी में आते हैं, और शेष में से अधिकांश आल्प्स–हिमालय पट्टी में, तथा एक तीसरी, उथली पट्टी मध्य-महासागरीय कटकों के साथ है।
| ज्वालामुखी या अंतर्वेधन | रूप | उदाहरण |
|---|---|---|
| ढाल ज्वालामुखी | तरल बेसाल्टी लावा के चौड़े, मंद ढाल | मौना लोआ, हवाई |
| मिश्रित (स्तरित) ज्वालामुखी | लावा और राख की क्रमिक परतों का खड़ा शंकु; विस्फोटक | फ़ूजी, विसुवियस |
| काल्डेरा | उद्गार के बाद शिखर के धँसने से बनी विशाल द्रोणी | क्राकाटोआ, क्रेटर झील |
| बैथोलिथ | विशाल, गहरा, असंगत ग्रेनाइटी पिंड | वलित पर्वतों के क्रोड |
| लैकोलिथ / लोपोलिथ | संगत: समतल तल वाला गुंबदाकार / तश्तरीनुमा | हेनरी पर्वत, यूटा / बुशवेल्ड, दक्षिण अफ़्रीका |
| सिल / डाइक | संगत क्षैतिज परत / असंगत ऊर्ध्वाधर दीवार | व्हिन सिल, इंग्लैंड / दक्कन के डाइक-समूह |
मुख्य बिंदु
- आंतरिक ऊष्मा से संचालित अंतर्जात बल पटल-विरूपण (महाद्वीप-निर्माणकारी और पर्वत-निर्माणकारी) और आकस्मिक संचलनों से उच्चावच बनाते हैं; सौर ऊर्जा और गुरुत्व से संचालित बहिर्जात बल तलसंतुलन से उसे घटाते हैं।
- वेगनर के साक्ष्य — मेल, भूविज्ञान, मेसोसॉरस और ग्लॉसोप्टेरिस, पर्मो-कार्बोनिफ़ेरस टिलाइट, प्लेसर — बचे हैं; उनके ध्रुव-पलायनी और ज्वारीय बल अत्यंत दुर्बल मानकर अस्वीकृत हुए।
- वाइन और मैथ्यूज़ की सममित चुंबकीय पट्टियों से पुष्ट हेस का सागर-नितल प्रसरण और विल्सन के रूपांतर भ्रंश 1967–68 में प्लेट विवर्तनिकी तक ले गए; स्लैब-खिंचाव अब सबसे बड़ा चालक बल माना जाता है।
- अपसारी सीमाएँ पर्पटी बनाती हैं, अभिसारी उसे खपाती हैं (खाई, द्वीप-चाप, एंडीज़, हिमालय) और रूपांतर उसे संरक्षित रखती हैं; तप्त-स्थल अंतःप्लेट शृंखलाओं और दक्कन ट्रैप की व्याख्या करते हैं।
- तनाव सामान्य भ्रंश, होर्स्ट और ग्राबेन बनाता है; संपीडन वलन, उत्क्रम व क्षेप भ्रंश और नापे बनाता है; S तरंगें द्रव बाह्य क्रोड को पार नहीं कर सकतीं; हर रिक्टर इकाई आयाम में दस गुना है।
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।
वेगनर ने महाद्वीपों की गति की व्याख्या हेतु कौन-से बल प्रस्तावित किए?
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उत्तर: C — ध्रुव-पलायनी बल और ज्वारीय बल
वेगनर ने पृथ्वी के घूर्णन से ध्रुव-पलायनी बल और सूर्य-चंद्र से ज्वारीय बल का सहारा लिया। दोनों अत्यंत दुर्बल सिद्ध हुए, इसी कारण विस्थापन अस्वीकृत हुआ; संवहन होम्स का विचार था, और स्लैब-खिंचाव प्लेट विवर्तनिकी का।भारत, अफ़्रीका, दक्षिण अमेरिका, ऑस्ट्रेलिया और अंटार्कटिका में ग्लॉसोप्टेरिस वनस्पति की उपस्थिति इसका साक्ष्य है कि:
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उत्तर: A — ये भू-भाग कभी गोंडवानालैंड में जुड़े थे
भारी बीजों वाला बीज-फ़र्न महासागर पार नहीं कर सकता था, अतः पाँच दक्षिणी महाद्वीपों में उसका प्रसार इसी से समझ आता है कि वे उत्तर पुराजीवी काल में एक भू-भाग, गोंडवानालैंड, थे।निम्न में से कौन-से अभिसारी प्लेट-सीमाओं पर बनते हैं? सभी सही विकल्प चुनिए।
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उत्तर: A — मारियाना खाई; B — एंडीज़; C — हिमालय
हिमालय (महाद्वीप–महाद्वीप टक्कर), मारियाना खाई (महासागर–महासागर अधोगमन) और एंडीज़ (महासागर–महाद्वीप अधोगमन) अभिसारी हैं। मध्य-अटलांटिक कटक अपसारी, रचनात्मक सीमा है।अधिकेंद्र से लगभग 103° के पार भूकंपलेखी कोई प्रत्यक्ष S तरंग दर्ज नहीं करते। इसका कारण है कि:
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उत्तर: B — S तरंगें द्रव बाह्य क्रोड से नहीं गुज़र सकतीं
S तरंगें अनुप्रस्थ हैं और उन्हें दृढ़ माध्यम चाहिए। बाह्य क्रोड द्रव है, अतः वह उन्हें रोक देता है और छाया क्षेत्र छोड़ता है — इसी प्रेक्षण से बाह्य क्रोड की द्रव अवस्था का अनुमान लगाया गया।रिक्टर मापनी पर परिमाण 7 के भूकंप का दर्ज तरंग-आयाम परिमाण 5 के भूकंप से कितने गुना अधिक है? एक संख्या लिखिए।
संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।
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उत्तर: 100
मापनी आयाम में आधार 10 पर लघुगणकीय है, अतः दो पूर्ण इकाइयों का अर्थ 10 × 10 = 100 गुना आयाम है। ऊर्जा में अंतर कहीं अधिक है — लगभग 32 × 32, अर्थात् लगभग 1,000 गुना।दो समांतर सामान्य भ्रंशों के बीच धँसा पर्पटी-खंड, जैसे वोज़ और ब्लैक फ़ॉरेस्ट के बीच राइन घाटी, कहलाता है:
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उत्तर: D — ग्राबेन
ग्राबेन (भ्रंशघाटी) तनाव से बने सामान्य भ्रंशों के बीच धँसता है; दोनों ओर खड़े रह गए खंड होर्स्ट हैं। अभिनति नीचे का वलन है, भ्रंशित खंड नहीं, और नापे दूर तक खिसका परिवलित वलन है।अभिकथन (A): महासागर-तल की चट्टानें मध्य-महासागरीय कटकों के निकट सबसे नई हैं और खाइयों की ओर पुरानी होती जाती हैं। कारण (R): कटकों पर उठते मैग्मा से नई महासागरीय पर्पटी बनती है और दोनों ओर उनसे दूर खिसकती है। सही विकल्प चुनिए।
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उत्तर: A — A और R दोनों सत्य हैं, और R, A की सही व्याख्या है
दोनों कथन सत्य हैं और R, A की व्याख्या करता है: यही हेस का सागर-नितल प्रसरण है। कटक पर बनी पर्पटी बाहर ले जाई जाती है, अतः खाई में खपने तक आयु कटक से दूरी के साथ बढ़ती है।मध्य-महासागरीय कटकों के दोनों ओर सामान्य और उलटी चुंबकीय पट्टियों के सममित प्रतिरूप को सागर-नितल प्रसरण के अभिलेख के रूप में किसने समझाया?
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उत्तर: B — वाइन और मैथ्यूज़
वाइन और मैथ्यूज़ (1963), तथा स्वतंत्र रूप से मॉर्ले, ने पट्टियों को कटक पर बनते समय बारी-बारी की क्षेत्र-ध्रुवताओं में चुंबकित पर्पटी के रूप में पढ़ा। वदाती और बेनिऑफ़ के नाम झुके भूकंप-केंद्रों के क्षेत्र को मिले; मैकेंज़ी और पार्कर ने 1967 में प्लेट विवर्तनिकी के सूत्रीकरण में योगदान दिया।उठे हुए पुलिन और बिना वलन के विस्तृत क्षेत्र में उठा पठार किसका कार्य हैं?
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उत्तर: A — महाद्वीप-निर्माणकारी संचलन
महाद्वीप-निर्माणकारी संचलन मंद, व्यापक और मुख्यतः ऊर्ध्वाधर होते हैं, जो अल्प विरूपण के साथ विशाल क्षेत्रों को ऊपर या नीचे करते हैं। पर्वत-निर्माणकारी संचलन मुख्यतः क्षैतिज होते हैं और पर्पटी को वलित व भ्रंशित करके पर्वत बनाते हैं।तश्तरी के आकार का, बीच में धँसा हुआ संगत आग्नेय अंतर्वेधन क्या कहलाता है?
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उत्तर: C — लोपोलिथ
लोपोलिथ संगत और तश्तरीनुमा है, जैसे बुशवेल्ड संकुल में; लैकोलिथ संगत है पर ऊपर की ओर गुंबदाकार; डाइक और बैथोलिथ असंगत हैं, परतों को काटते हुए।