વધારે ઝડપથી ઠંડો થઇ રહ્યો છે પૃથ્વીનો આંતરિક ભાગ? પ્રયોગશાળામાં થયો ખુલાસો

બ્રહ્માંડ (universe)અનેક રહસ્યોથી ઘેરાયેલું છે. જેમાં પૃથ્વીની (earth)વાત કરીએ, તો પૃથ્વી લગભગ 4.5 અબજ વર્ષ જૂની છે. પૃથ્વીની એક રસપ્રદ વાત એ છે કે, હજુ સુધી પૃથ્વી અંદરથી ઠંડી નથી થઇ, તેનું કારણ પણ હજુ સુધી જાણવા મળ્યુ નથી. મનુષ્યે ઘણી શોધો કરી, ઘણા પ્રયોગો દ્વારા તેણે પૃથ્વી વિશે અને અન્ય ગ્રહો વિશે માહિતી મેળવી છે, પણ પૃથ્વીના આંતરિક ભાગ વિશે હજુ ઘણું જાણવાની જરૂર છે. જેના માટે શોધકર્તાઓ દ્વારા અનેક પ્રયોગો પણ થઇ રહ્યા છે. એક અભ્યાસમાં ઝુરિચમાં ETH નાં સંશોધકોએ તેમની પ્રયોગશાળામાં દર્શાવ્યું હતું કે,પૃથ્વીના કોર અને મેન્ટલ વચ્ચેની સીમા પર જોવા મળતું સામાન્ય ખનિજ કેટલું સારું ઉષ્મા વાહક છે પણ આ પ્રયોગથી એટલું સમજાયું કે, પૃથ્વીની ગરમી જેટલી સમજાઇ રહી છે, તેના કરતાં વહેલી આ ગરમી ઉડી શકે છે.

પૃથ્વીની ઉત્ક્રાંતિ (Evolution of Earth) વાસ્તવમાં તેની ઠંડક પર જ છે. 4.5 અબજ વર્ષો પહેલા પૃથ્વીની સપાટી અત્યંત તાપમાનમાંથી પસાર થઈ રહી હતી અને ઊંડા મહાસાગર મેગ્માથી ઢંકાયેલી હતી. લાખો વર્ષોમાં ધીમે ધીમે પૃથ્વીની સપાટી ઠંડી થતી રહી અને નક્કર પોપડો બનતી ગઇ. પણ પૃથ્વીના આંતરિક ભાગમાં (Interior of Earth) ગરમીનો એક મોટો જથ્થો હતો. જેના કારણે પૃથ્વી પર મેન્ટલ કન્વેક્શન, પ્લેટ ટેક્ટોનિક અને જ્વાળામુખી જેવી ઘણી ગતિશીલ પ્રક્રિયાઓ શરૂ થઈ. તેમ છતાં સ્પષ્ટપણે જવાબ ન મળ્યો કે, પૃથ્વી કેટલી ઝડપથી ઠંડી થઇ અને આગળ જઇને આ પ્રક્રિયાઓ ક્યાં જઇને અટકવાનું બંધ કરશે.

જેનો જવાબ પૃથ્વીના કોર (Core) અને મેન્ટલ (Mantle)ની સીમા પર અસ્તિત્વ ધરાવનાર ખનિજોની થર્મલ વાહકતા છે. આ બંને વચ્ચેની જે સીમા છે, તે ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે, કારણ કે અહીં આવરણના ચીકણા ખડકો પૃથ્વીની બહારના કોરમાંથી લોખંડ અને નિકલના પીગળેલા મિશ્રણના સંપર્કમાં આવે છે. આ બે સ્તરો વચ્ચેના તાપમાનમાં જે ફેરફારનો દર છે તે ખૂબ અંદર છે અને આ દર પર ભારે ગરમીનો પ્રવાહ જોવા મળે છે. આ સીમા પર મુખ્યત્વે બ્રિજમેનાઇટ છે.

પરંતુ શોધકર્તાઓને આ અનુમાન લગાવવામાં ખુબ મુશ્કેલી અનુભવાઇ રહી હતી કે બ્રિજમેનાઈટ(Bridgmanite) ખનિજ દ્વારા પૃથ્વીના કોરથી આવરણ સુધી કેટલી ઉષ્મા પેદા થઇ રહી હતી. હવે ETHના પ્રોફેસર મોતીહિકો મુરાકામી અને કાર્નેગી ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ફોર સાયન્સ ખાતેના તેમના સાથીઓએ મળીને એક રસપ્રદ માપન તંત્ર વિકસાવ્યુ છે. જેના કારણે બ્રિજમેનાઈટની ગરમી એટલે ઉષ્માની વાહકતાને પ્રયોગશાળામાં માપી શકાય છે. આ માપન પૃથ્વીની અંદર થતા ઉચ્ચ દબાણ અને તાપમાનની સ્થિતિમાં કરવામાં આવ્યું હતું. આ માટે સંશોધકોએ ઓપ્ટિકલ એબ્સોર્પ્શન મેઝરમેન્ટ સિસ્ટમનો ઉપયોગ કર્યો જેમાં હીરાને લેસર દ્વારા ગરમ કરવામાં આવ્યો હતો.

આ શોધ વિશે મુરાકામીએ કહ્યું કે, આ માપન પ્રણાલી બ્રિજમેનાઈટની ઉષ્મા વાહકતા અંદાજિત કરતા 1.5 ગણી વધારે હતી તેમ સૂચવે છે. આ સૂચવે છે કે, પૃથ્વીના કોર (Core of Earth) અને મેન્ટલ વચ્ચેનો ઉષ્મા પ્રવાહ અગાઉના વિચાર કરતા પણ વધારે હતો. વધુ ગરમીના પ્રવાહનો અર્થ એ છે કે, મેન્ટલમાં સંવહન વધુ હશે, જે પૃથ્વીના ઠંડકના દરને પણ વેગ આપશે. મેન્ટલના પ્રવાહ દ્વારા ખસેડવામાં આવતી ટેક્ટોનિક પ્લેટોને ઝડપથી ધીમું કરશે.

મુરાકામી અને તેમના સાથીઓએ એ પણ દર્શાવ્યું હતું કે, મેન્ટલનું (Mantle) ઝડપથી ઠંડુ થવુ કોર મેન્ટલ બાઉન્ડ્રી પર કાયમી ખનિજ તબક્કામાં પણ ફેરફાર કરશે. જ્યારે બ્રિજમેનાઈટ (Bridgmanite) ઠંડુ થાય છે, ત્યારે તે પોસ્ટ પેરોવસ્કાઈટમાં ફેરવાય જાય છે, પરંતુ જેમ જેમ પેરોવસ્કાઈટ કોર મેન્ટલનું (Mantle)ની સીમા પર હાવી થવા લાગશે, ત્યારે મેન્ટલનું (Mantle) ને ઠંડુ કરવાની પ્રક્રિયા વધુ ઝડપી બની જશે. કારણ કે આ ખનિજ બ્રિજમેનાઈટ કરતાં વધુ ઝડપથી ગરમીનું સંચાલન (Thermal Conduction) કરે છે.

શોધકર્તા કહે છે કે, તેમના પરિણામો પૃથ્વીના ગતિવિજ્ઞાનના વિકાસને એક નવી નજર આપશે. તેમજ બ્રહ્રાંડમાં બુધ અને મંગળ જેવા પથ્થરના ગ્રહોની જેમ જ પૃથ્વી પણ અપેક્ષા કરતાં વહેલી ઠંડી (Cooling of Earth) પડશે. અને વધુ ઝડપથી નિષ્ક્રિય થઈ જશે. પરંતુ તેમાં કેટલો સમય લાગશે તે કહી શકાય તેમ નથી. આ માટે (Mantle Convection) સંવહનની વધુ સારી સમજણ સાથે પૃથ્વીના આંતરિક ભાગમાં રેડિયોએક્ટિવિટીના ચોક્કસ જ્ઞાનની જરૂર પડશે, જે મેન્ટલની ગતિશીલતાને અસર કરતી ગરમીનો મુખ્ય સ્ત્રોત છે.