47. पृथ्वीचे अंतरंग

भिन्न मतप्रणाली (DIFFERENT VIEWS ON THE INTERNAL STRUCTURE OF THE EARTH) -

प्रस्तावना -

पृथ्वीच्या अंतरंगाचा अभ्यास भूरूपशास्त्रामध्ये केला जातो.

पृथ्वीच्या अंतरंगावरच पृथ्वीच्या पृष्ठभागाची रचना अवलंबून असते; म्हणून पृथ्वीच्या अंतरंगाचा अभ्यास महत्त्वपूर्ण ठरतो.

पृथ्वीच्या अंतरंगातील अत्याधिक तापमान व दाब यामुळे एखादे उपकरण किंवा यंत्र यांच्या साहाय्यानेदेखील निरीक्षण करणे शक्य नाही.

प्रत्यक्ष ५ कि.मी. खोलीपर्यंतच मानवाने पृथ्वीच्या अंतरंगाचा वेध घेतलेला आहे.

भूपृष्ठापासून भूकेंद्रापर्यंतचे अंतर ६३७१ कि.मी. हे विचारात घेतल्यास मानवाचे पृथ्वीच्या अंतरंगातील निरीक्षण अत्यंत तोकडे आहे. तरीही काही निष्कर्ष पुढीलप्रमाणे:

(१) पृथ्वीचा गोल कठीण पोलादी गोळयासारखा आहे.

(२) पृथ्वीच्या अंतर्गत भागात द्रवरूप पट्टा असून अनुकूल परिस्थितीत तो भूपृष्ठाकडे वाहू लागतो.

(३) पृथ्वीच्या अंतर्गत भागातील दाब काही कारणांमुळे कमी झाल्यास अंतरंगातील घनपदार्थ वितळून शिलारस तयार होतो. ज्वालामुखीच्या रूपाने तो भूपृष्ठावर येतो.

पृथ्वीच्या अंतर्गत रचनेसंबंधी काही पुरावे (VARIOUS EVIDENCES REGARDING THE INTERNAL STRUCTURE OF THE EARTH) -

घनता :

भूशास्त्रीय अनुमानानुसार संपूर्ण पृथ्वीची सरासरी घनता ५.५ आहे. पृथ्वीच्या अंतरंगात निरनिराळ्या खोलीवर ही घनता भिन्न-भिन्न आहे.

पृथ्वीच्या वरच्या पृष्ठभागालगतच्या खडकांची घनता २.७ आहे. त्याखालील लाव्हारसापासून बनलेल्या खडकांची घनता ३ ते ३.५ आहे. याचा अर्थ, अधिक खोलीवरील खडकांची घनता पृथ्वीच्या सरासरी घनतेपेक्षा जास्त आहे. पृथ्वीच्या केंद्रभागात ही घनता सुमारे ११ पर्यंत वाढत जाते.

पृथ्वीची घनता व त्या अनुषंगाने पृथ्वीच्या अंतरंगाच्या संदर्भात भूशास्त्रज्ञांची मते:

(i) के. ई. बुलेन

ऑस्ट्रेलियन भूशास्त्रज्ञ के. ई. बुलेन यांनी अंतरंगातील घनतेत पडणाऱ्या फरकाचा अभ्यास केला आहे. ही घनता भूगाभ्यातील घटकद्रव्यांची घटना व रचना यानुसार भिन्न-भिन्न आहे.

काहींच्या मते, अंतरंगातील खडकांची घनता जास्त आहे, कारण त्यावर वरील खडकांच्या थरांचा दाब आहे. दाब वाढल्याने घनता वाढली असावी.

परंतु आज प्रयोगशाळेत सिद्ध झाले आहे की, खडकांची घनता दाबांमुळे एका विशिष्ट मर्यादेपर्यंतच वाढते; त्यामुळे पृथ्वीच्या अंतरंगात केवळ दाबामुळे घनता वाढलेली नाही.

पृथ्वीच्या अंतरंगात अधिक खोलीवरील वस्तुमान स्वभावत:च अधिक जड व धातुप्रधान असावे.

पृथ्वीचा गाभा (Core) हा निकेल (N) व लोह (Fe) धातूंच्या मिश्रणापासून बनलेला आहे. म्हणून त्यास 'निफे' (Nife) असे म्हणतात,

पृथ्वीच्या चुंबकीय क्षेत्रांच्या अभ्यासावरूनसुद्धा असे सिद्ध होते की, पृथ्वीचा अंतर्गत भाग चुंबकीय धातूपासून (लोह-निकेल) बनलेला असावा.

(ii) स्वेस :

या शास्त्रज्ञाने घनतेच्या आधारे गाभा, मध्यावरण व बाहयावरण असे पृथ्वीच्या अंतरंगाचे तीन विभाग अभ्यासले आहेत.

तापमान :

भूपृष्ठापासून जसजसे खोल जावे तसतसे दर ३२ मीटर खोलीला १० सें.ग्रे. याप्रमाणे तापमान वाढत जाते.

ज्वालामुखीच्या उद्रेकातून बाहेर पडणारा लाव्हारस अंतरंगात सुमारे ५० कि.मी. खोलीवर निर्माण होत असतो. त्या ठिकाणी १५००° सें.ग्रे.च्या जवळपास तापमान असते.

पृथ्वीच्या अंतरंगात तापमान वाढण्याची दोन महत्त्वपूर्ण कारणे:

पृथ्वीच्या अंतरंगातील खडकामध्ये असलेल्या किरणोत्सर्गी पदार्थांचे अपघटन होऊन प्रचंड प्रमाणात उष्णता निर्माण होते.

तसेच पृथ्वीच्या अंतरंगात भूऔष्णिक (Geothermal) व रासायनिक क्रियेमुळे तापमान वाढत जाते.

पृथ्वीच्या अंतरंगात प्रचंड उष्णता असूनदेखील तेथील घटकद्रव्ये त्या प्रमाणात वितळत नाहीत, कारण पृथ्वीच्या अंतर्गत भागातील खडकावर वरील थरातील खडकांचा दाब असतो. दाबामुळे विलयबिंदू वाढतो. त्यामुळे तापमान वाढले तरी घनपदार्थ आपली स्थिती बदलत नाहीत.

परंतु काही वेळेस पृथ्वीवरील अपक्षरण कार्यामुळे किंवा भूपटल प्रस्तरभंगामुळे किंवा अन्य कोणत्याही कारणांमुळे अंतरंगातील दाब कमी झाल्यास द्रव पदार्थाचा उत्कलन बिंदू व घनपदाथांचा विलयबिंदू खाली येतो, यामुळे खडक वितळतात. त्यापासून शिलारस (मॅग्मा) तयार होतो.

पृष्ठभागापासून गाभ्याकडे जाताना तापमान व दाब वाढत जातो. त्यामुळे सुमारे २४०० कि.मी. जाडीचा बाह्य गाभ्याचा भाग हा द्रवरूप स्थितीत असावा, असा शास्त्रज्ञांचा अंदाज आहे. मात्र यापेक्षा अधिक खोलीवर अंतर्गाभ्यात उष्णतेच्या मानाने दाबाचे प्रमाण प्रचंड वाढत असल्याने तेथे विलयबिंदूही खूप वाढतो, त्यामुळे अंतर्गाभा घनरूप असावा असे शास्त्रज्ञाना वाटते.

पृथ्वीच्या अंतरंगातील तापमानाच्या आधारे होम्स यांनी सियाल थराच्या खोलीचा अभ्यास केला आहे.

भूकंप लहरी व पृथ्वीचे अंतरंग :

भूकंप लहरींच्या निरीक्षणावरून पृथ्वीच्या अंतरंगाच्या बाबतीत अचूक माहिती उपलब्ध होते. भूकंप लहरी तीन प्रकारच्या असतात.

भूकंप लहरींच्या अभ्यासावरून असे आढळून आले आहे की, कमी घनतेच्या थरातून जास्त घनतेच्या घरात जाताना त्यांचा वेग वाढतो.

(अ) प्राथमिक लहरी किंवा अनुतरंग ('P' लहरी) (Primary Waves) :

प्राथमिक लहरी आडव्या दिशेने प्रवास करतात.

या लहरींचा वेग सर्वात अधिक असतो; यामुळे

भूकंप नोंदीत त्यांची नोंद सर्वात प्रथम होते.

पृथ्वी अंतर्गत लहरी 'प्राथमिक लहरी सेकंदाला ५ ते १२ कि.मी. वेगाने प्रवास करतात.

पृथ्वीच्या अंतरंगात २९०० कि.मी. खोलीच्या पुढेही म्हणजे गाभ्यातून अनुतरंग प्रवास करतात.

(ब) दुय्यम लहरी किंवा अवतरंग ('' S लहरी) (Secondary Waves) :

दुय्यम लहरी उभ्या दिशेने किंवा प्राथमिक लहरींना काटकोनात प्रवास करतात.

या लहरींचा वेग प्राथमिक लहरींच्या ६०% इतका असतो. यामुळे भूकंप केंद्रापासून जसे दूर जावे तसे 'p' लहरीपेक्षा 'S' लहरी अधिकाधिक उशिरा पोहोचतात.

'p' लहरीपेक्षा 'S' लहरी अधिक विध्वंसक असतात.

फक्त घनमाध्यमातूनच दुय्यम लहरी प्रवास करतात. द्रव माध्यमातून त्या प्रवास करीत नाहीत.

पृथ्वीच्या अंतरंगात २९०० कि.मी. खोलीपर्यंतच त्या प्रवास करतात. त्यापुढे त्या जाऊ शकत नाहीत, त्या परावर्तित होतात. याचा अर्थ, पृथ्वीच्या अंतरंगात २९०० कि.मी. खोलीच्या पुढील भाग द्रव स्थितीत असावा. म्हणजे २९०० कि.मी. खोलीपर्यंत प्रावरणाचा (Mantle) भाग आहे. हा थर भूकंपाच्या दुय्यम लहरींमुळेच शोधला गेला.

(क) भूपृष्ठ लहरी किंवा पृष्ठतरंग ( लहरी) ( (L waves)/ Surface Waves) :

भूकंप लहरींचे रँले (Rayleigh) व लव्ह (Love) असे दोन प्रकार पडतात.

भूकवचातून प्रवास करताना खडकांच्या घनतेनुसार या लहरींच्या वेगात फरक पडतो; त्यामुळे भूकवचातील खडकांचे ज्ञान होते.

हे तरंग पृथ्वीतून आरपार न जाता पृथ्वीगोलास फेरी घालतात.

रिश्टर स्केल (Richter Scale) : अमेरिकन भूकंप शास्त्रज्ञ चाल्र्स रिश्टर यांनी १९३५ साली भूकंपाच्या लहरींची तीव्रता मोजण्यासाठी रिश्टर प्रमाण शोधून काढले. याच्या साह्याने भूकंपाच्या तीव्रतेची सातत्याने नोंद केली जाते. याच्या कक्षा एक ते नऊ या दरम्यान असतात.

भूकंपलहरी : ज्या वेळी भूकंप होतो, त्या वेळी भूकवचात मोठ्या प्रमाणात हालचाली होतात व मोठ्या प्रमाणात कंप निर्माण होतात. यांनाच ‘भूकंपलहरी’ असे म्हणतात.

नाभी(Focus) : भूकंप झाल्यावर भूकवचातील ज्या स्थानापासून उगम पावून सर्वदूर पसरतात, त्या स्थानास भूकंप केंद्र किंवा नाभी म्हणतात.

अधीकेंद्र (Epicentre) : नाभीच्या अगदी वर क्षितिजाजवळच्या लंब रेषेवर पृथ्वीच्या पृष्ठभागावर जो बिंदू मिळतो, त्याला ‘अधीकेंद्र’ असे म्हणतात. भूकंपकेंद्रापासून निघणाऱ्या भूकंपलहरींचा सर्वांत अधिक प्रभाव अधीकेंद्राच्या निकट दिसून येतो. अधिकेंद्रापासून जसजसे अंतर वाढत जाते तसेतसे भूकंपाची तीव्रता कमी कमी होत जाते.

भूकंप अधिलेख (Seismogram) : भूकंपलहरींचा अभ्यास भूकंप अभिलेखांवरून करता येतो. भूकंपलहरींचे तीन प्रकार पडतात : प्राथमिक लहरी, दुय्यम लहरी, भूपृष्ठ लहरी.

भूकंपाचे जागतिक वितरण

पॅसिफिक महासागराचा पट्टा : जगातील ६५% भूकंप प्रदेश पॅसिफिक महासागराच्या सभोवतालच्या पट्ट्यात आढळतो. याला प्रशांत महासागरातील पट्टा किंवा अग्निकंकण (Rings of Fire)असे म्हणतात. यात इंडोनेशिया, फिलिपाइन्स, जपानची बेटे, कामचटका द्वीपकल्प व पूर्व सबेरियातील काही भाग येतो. भूकंपाचा हा पट्टा उत्तर अमेरिकेत आल्प्सपासून रॉकीज पर्वत, दक्षिण अमेरिकेत अँडीज पर्वताला अनुसरून पुढे अंटाक्र्टिका खंडापर्यंत गेलेला आहे. या भागातच असलेल्या जपानच्या हांशू बेटांवर जगातील सर्वांत जास्त विध्वंसक भूकंप होतात.

मध्य अटलांटिक पट्टा : या पट्ट्यात अटलांटिक महासागरातील मध्य अटलांटिक रिझ आणि रिझजवळील काही बेटांचा समावेश होतो. येथे सर्वसाधारणपणे मध्यम तीव्रतेच्या भूकंपाची नोंद झालेली आहे.

भूमध्य सागरीय पट्टा : या पट्ट्याचा विस्तार अटलांटिक महासागरातील जलमग्न पर्वतरांगेपासून होऊन भूमध्य समुद्राभोवती पसरलेला आहे. भूगर्भातील शिलारस, बाष्प, विविध वायू व घटक द्रव्यांचा भूपृष्ठावर जो उद्रेक होतो, त्याला ज्वालामुखी असे म्हणतात.

ज्वालामुखीच्या उद्रेकातून बाहेर पडणारे पदार्थ: ज्वालामुखीच्या उद्रेकातून बाहेर पडणाऱ्या पदार्थांत शिलारस, वायू, बाष्प, सल्फर डायऑक्साईड, हायड्रोजन व कार्बन डायऑक्साईड वायू बाहेर पडतात. शिलारसात सिलिका, लोह व मॅग्नेशिअम हे पदार्थ असतात. ज्वालामुखीच्या वेळी खडकांच्या लहान कणांपासून मोठ्या तुकड्यापर्यंत सर्व पदार्थ ज्वालामुखी राख या स्वरूपात बाहेर पडतात. ज्वालामुखीच्या उद्रेकातून वायूबरोबर बाहेर पडणाऱ्या पदार्थाला लाव्हारस म्हणतात. या लाव्हारसाचे सिलिका या घटकाच्या प्रमाणानुसार दोन प्रकार पडतात :

अ‍ॅसिड लाव्हा : ज्या लाव्ह्यात सिलिकाचे प्रमाण ७० टक्के किंवा
त्यापेक्षाही जास्त असते, त्याला अ‍ॅसिड लाव्हा असे म्हणतात. हा लाव्हारस अत्यंत घट्ट व रंगाने पिवळसर असतो.
बेसिक लाव्हा : या लाव्हारसात सिलिकेचे प्रमाण ३० ते ४० टक्के इतके असते. बेसिक लाव्हा काळसर असून तो जास्त प्रभावी असतो.

ज्वालामुखीचे वर्गीकरण

ज्वालामुखीचे वर्गीकरण हे वेगवेगळ्या प्रकारे केले जाते. ज्वालामुखीच्या उद्रेकाच्या विशिष्ट केंद्रानुसार पुढील प्रकार पडतात :

हवाईयन ज्वालामुखी : या प्रकारच्या ज्वालामुखीचे उद्रेक फारसे स्फोटक नसतात. शिलारस हा पातळ असतो. घन किंवा वायुरूप पदार्थ पातळ असतात. हवाई बेटांवर अशा प्रकारचा ज्वालामुखी असल्याने यास ‘हवाईयन’ असे नाव देण्यात आले आहे.

स्टोम्बोलीयन ज्वालामुखी : या ज्वालामुखीतून अल्कधर्मी प्रकारचा शिलारस बाहेर पडतो. यात वायूंचे प्रमाण जास्त असल्याने उद्रेक स्फोटक असतात. भूमध्य सागरातील सिसिली बेटांजवळ स्टोम्बोली प्रकारचा ज्वालामुखी आहे.

व्हल्कॅनियन ज्वालामुखी : या प्रकारच्या ज्वालामुखीतून बाहेर पडणारा शिलारस जास्त घट्ट असतो. ज्वालामुखीचे उद्रेक बंद झाल्यावर नलिकेतून शिलारस थंड होतो व नलिकामुख बंद होते. पुन्हा उद्रेक झाल्यावर मुखाच्या माथ्याचा खडक वर उडतो. या प्रकारचे ज्वालामुखी उद्रेक अतिशय स्फोटक असतात. स्टोम्बोली जवळील लिपारी बेटावर व्हल्कॅनियन ज्वालामुखी याचे उदाहरण आहे.

पिलीअन ज्वालामुखी : या प्रकारचे ज्वालामुखी अतिशय स्फोटक असतात. धूळ, खडकांचे तुकडे ज्वालामुखीच्या स्फोटाच्या वेळी जास्त प्रमाणात बाहेर पडतात. पिली येथे अशा प्रकारचा ज्वालामुखी तयार झाला आहे. उद्रेकाच्या कालखंडानुसार त्याचे खालील तीन प्रकार पडतात :

जागृत ज्वालामुखी : ज्वालामुखीमधून ज्वालामुखीचा उद्रेक सतत होत असतो, तसेच ज्यांचा उद्रेक केव्हाही होऊ शकतो, त्यांना जागृत ज्वालामुखी असे म्हणतात.

निद्रिस्त ज्वालामुखी : ज्या ज्वालामुखीमधून एकेकाळी जागृत ज्वालामुखीप्रमाणे सतत उद्रेक होत असतात, परंतु सध्या उद्रेक होणे थांबलेले आहे आणि पुन्हा अचानकपणे उद्रेक होण्याची शक्यता आहे, अशा ज्वालामुखीस निद्रिस्त ज्वालामुखी असे म्हणतात.

मृत ज्वालामुखी : ज्या ज्वालामुखीमध्ये पूर्वी एकेकाळी उद्रेक होत असत, आता उद्रेक होत नाहीत, त्यास मृत ज्वालामुखी असे म्हणतात. उदा. जपानमधील फुजियामा पर्वत.

१९६० मध्ये हेरीहेसने पृथ्वीच्या अंतरंगासंदर्भात सिद्धांत मांडण्याचा प्रयत्न केला.

१९६५ मध्ये ह्युजो विल्सनने सिद्धांत मांडला. त्यास प्लेटविवर्तनिकी सिद्धांत असे म्हणतात.

यानुसार एकूण ६ मोठ्या प्लेट्स व १४ छोट्या प्लेट्स आहेत. ‘अस्थेनोस्फीअरस’ या द्रव्यावर्ती या प्लेट्स तरंगत आहेत. या प्लेट सरासरी एका वर्षाला १० सेमी सरकत असतात.

अमेरिकन प्लेट

पॅसिफिक प्लेट

युरेशिअन प्लेट

आफ्रिका प्लेट

इंडो-ऑस्ट्रेलिया प्लेट

अटलांटिक प्लेट

२०० दशलक्ष वर्षापूर्वी सर्व प्लेट्स एकत्रित होत्या. त्याला त्यांनी ‘पँजिया‘ हे नाव दिले होते. त्याच्या बाजूला असणाऱ्या समुद्राला ‘पॅन्थालस‘ हे नाव देण्यात आले होते.

१८० दशलक्ष वर्षापूर्वी पँजियाचे विभाजन झाले. उत्तरेकडे अंगारालैंड व दक्षिणेकडे गोंडवानालैंड असे दोन भूभाग झाले. दोघामधील दरीला ‘टेथिस दरी’ असे नाव देण्यात आले.

भारत हा त्यावेळी दक्षिण गोलार्धात होता. दरवर्षी भारतीय भूमी उत्तरेकडे १० सेमी सरकत आहे.

याचमुळे १२० दशलक्ष वर्षापूर्वी बृहदहिमालयाची निर्मिती झाली. २५ ते ४५ दशलक्ष वर्षापूर्वी मध्य हिमालयाची निर्मिती झाली. २ ते १२ दशलक्ष वर्षापूर्वी शिवालिक टेकड्यांची निर्मिती झाली.पृथ्वीचे तापमान दर ३० मी खोलीला १°C ने वाढते.

पृथ्वीचे तापमान

खोली (किमी)	तापमान (से.)
३०	५००
२००	१४००
१०००	१७००
३०००	२३००
६०००	२५०००

पृथ्वीच्या अंतरंगातील दाब

खोली (किमी)	वातावरण दाब
समुद्रसपाटी	१
२५००	१० लाख
३५००	२० लाख
६३७१	३५ लाख

पृथ्वीची घनता

संपूर्ण पृथ्वीची सरासरी घनता ५.५ घ.से.मी आहे

खोली (किमी)	घनता (घ.से.मी.)
३०-४०	२.७-३.३
४०-७००	३.३-४.३
७००-२९००	४.३-५.५
२९००-५१५०	१०-१२
५१५०-६३७१	१३.३-१३.६

पृथ्वीच्या अंतरंगाचे थर (INTERNAL LAYERS OF EARTH) -

१. शिलावरण किंवा कवच (Lithosphere or Crust)

पृथ्वीच्या सर्वात वरच्या बाहय घनरूपास 'शिलावरण' असे म्हणतात.

शिलावरणाचा २९% भाग भूमीने व ७१% भाग जलाने व्यापलेला आहे.

शिलावरणाची जाडी १६ ते ४० कि.मी. पर्यंत आहे. सरासरी जाडी ३३ कि.मी. मानली गेलेली आहे. ही जाडी सर्वत्र सारखी नाही. हिमालय, रॉकीसारख्या पर्वतश्रेण्यांखाली ही जाडी ४० कि.मी. पेक्षा थोडी जास्त आढळते. महासागराखाली ती १० कि.मी. पेक्षा कमी जाड आहे. भारताच्या मैदानी प्रदेशात कवचाची जाडी सुमारे ३ कि.मी. आढळते.

शिलावरणाचे 'सियाल' व 'सिमा/सायमा ' असे दोन थर आहेत.

(अ) सियाल (Sial) :

भूपटलाच्या सर्वात वरच्या घन थरास 'सियाल' असे म्हणतात.

या थराची वैशिष्टये पुढीलप्रमाणे आहेत :

मूलद्रव्ये :

भूखंडे प्रामुख्याने सियालची बनलेली आहेत. म्हणजे सिलिका व AI म्हणजे अॅल्युमिनिअम, या दोन प्रमुख रासायनिक मूलद्रव्यांनी 'सियाल' हा थर बनलेला आहे.

खडक :

ग्रॅनाइटसारख्या अधिसिलिक (Acid) व अवसादी (जलजन्य) खडकापासून सियाल बनलेला असून काही ठिकाणी बेसाल्ट खडकदेखील आढळतो.

जाडी :

भूखंडाखाली सियाल थराची जाडी २९ कि.मी. असावी.

घनता :

सियालची घनता २.६५ ते २.७७ एवढी आहे.

भूकंप लहरींचा वेग :

प्राथमिक लहरी या थरातून सेकंदाला ५.६ कि.मी. वेगाने; तर (घनरुप) दुय्यम लहरी दर सेकंदाला ३.२ कि.मी. वेगाने सियाल थरातून प्रवास करतात.

(ब) कॉनरॅड विलगता (खंडत्व) (Conrad Discontinuity) :

सियाल व सिमा यांची ज्या भागात घनता बदलते; त्यास 'कॉनरॅड विलगता (खंडत्व)' असे म्हणतात. हा विभाग ठिकठिकाणी वेगळवेगळया खोलीवर आहे.

(क) सिमा / सायमा (Sima) :

सियाल थराच्या खालील थरास 'सिमा' असे म्हणतात.

या थराची वैशिष्टये खालीलप्रमाणे आहेत.

मूलद्रव्ये :

सामान्यत: महासागरतळ सिमाचे बनलेले आहे.

Si म्हणजे सिलिका व Ma म्हणजे मॅग्नेशिअम या दोन मूलद्रव्यांनी सीमा थर बनलेला आहे.

खडक :

सिमा थरात बेसॉल्ट खडक आढळतात. हा मध्य सिलिका व अल्प सिलिका सायनाइट ते गॅब्रो खडकांनी बनलेला आहे.

जाडी :

सिमा थराची जाडी महासागराखाली ३ ते ५ कि.मी.; तर भूखंडाखाली १३ कि.मी. आहे. म्हणजे शिलावरणाचा थर ४२ कि.मी. चा (सियाल २९ कि.मी. व सिमा १३ कि.मी. मिळून) आहे.

घनता :

सिमाची घनता २.८५ ते ३.३ ग्रॅम/घन सें. मी. आहे. सियाल थराचे सिमा थरावर तरंगणे: सामान्यत: सियालची भूखंडे सिमाच्या अधिक घनतेच्या सागरतळावर तरंगत आहेत.

भूकंप लहरींचा वेग :

सिमा थरात भूकंपाच्या प्राथमिक लहरी दर सेकंदाला ६ ते ७.२ कि.मी. वेगाने; तर दुय्यम लहरी वर सेकंदाला ३ ते ४ कि.मी. वेगाने प्रवास करतात.

पृथ्वीचे अंतरंग -

शिलावरण - (अ) सियाल (ब) कॉनरॅड विलगता (खंडत्व) (क) सिमा

प्रावरण - (अ) मोहो विलगता (खंडत्व) (ब) बाहय प्रावरण (क) आंतप्रावरण

गाभा - (अ) गटेनबर्ग विलगता (खंडत्व) (ब) बाहय गाभा (क) अंतर्गाभा

२. प्रावरण किंवा मध्यावरण (Mantle) -

शिलावरणाच्या खालील थरास 'प्रावरण' असे म्हणतात,

जाडी :

प्रावरणाची जाडी सुमारे २८६५ कि.मी. असून याचा खोलीनुसार विस्तार ३३ कि. मी. ते २९०० कि. मी. पर्यंत आहे.

घनता :

प्रावरणाच्या वरील भागातील घनता ३.१ व आतील भागातील घनता ५.५७ ग्रॅम/घन सें.मी. इतकी आहे.

खनिज द्रव्ये:

खनिजात्मकदृष्टया हा भाग ऑलिव्हीन पायरॉक्सीनने युक्त असलेल्या एक्लोगाईटसारख्या पदार्थांनी बनलेला आहे.

पदार्थाची अवस्था :

या थरातील पदार्थाची मूळ अवस्था घन असून खोल भागात द्रायु (Fluid) अवस्थेतील गुणधर्म आढळतात.

क्षेत्रफळ व वस्तुमान :

पृथ्वीच्या एकूण घनफळापैकी प्रावरणाने ८३% भाग व्यापलेला आहे. पृथ्वीच्या एकूण वस्तुमानापैकी प्रावरणाचे वस्तुमान ६८% आहे.

पृथ्वीचे अंतरंग प्रावरणाचे प्रमुख थर पुढीलप्रमाणे आहेत:

(अ) मोहो विलगता (खंडत्व) (Moho Discontinuity) :

सिमा थराच्या खाली भूकवच व प्रावरण यांना विलग करणारी 'मोहो विलगता (खंडत्व)' नावाची संक्रमण सिमा आहे.

मोहोरोव्हिसीक शास्त्रज्ञाने ती शोधून काढली, म्हणून त्यांच्या नावाने ती ओळखली जाते.

भूकंप लहरीपैकी 'P' लहरींची गती ज्या भागात एकदम वाढते, त्याला 'मोहो विलगता (खंडत्व)' असे म्हणतात.

सागरतळाखाली १० ते १२ कि.मी. खोलीवर मोहो विलगता आढळते, तर भूखंडाखाली त्याची खोली ३५ कि.मी. वर असते.

(ब) बाह्य प्रावरण :

याचा विस्तार अंतरंगात ४२ ते ७०० कि.मी. खोलीवर आढळतो.

खनिज द्रव्ये : बाहय प्रावरणात ऑलिव्हिन ६०% ते ७०% व पायरॉक्सिन १५ ते २०% पर्यंत असते. हेच प्रमाण उल्काच्या बाह्य भागात आहे.

मंदगामी तरंगाचे शंकू: प्रावरणाच्या वरील थरास 'मंदगामी तरंगाचे शंकू' (Low Velocity Cone) असे म्हणतात, कारण या थरात पृष्ठभागापासून साधारण १०० ते २०० कि.मी. खोलीपर्यंत भूकंप लहरींचा वेग एकदम कमी होतो. कवच विरूपण (Crustal Cleforwalron) व ज्वालामुखीय प्रक्रिया घडून येण्यास हेच आवरण कारणीभूत असावे असे मानले जाते.

वैशिष्टये -

शिलारसाच्या उत्पत्तीशी याच घराचा संबंध असावा.

पृथ्वीवर समस्थायी समायोजन (Isostatic Adjustments) घडून येण्यास हाच थर कारणीभूत असावा असे मानले जाते.

पृथ्वीच्या अंतर्गत शक्तीचे उगमस्थान प्रावरण हेच मानले जाते.

प्रावरणातील अंतर्गत शक्तीमुळेच भूखंडवहन, सागरतळ विस्तार, पर्वत निर्माणकारी हालचाली व भूकंप होत असावेत.

(क) आंतप्रावरण :

पृथ्वीच्या अंतरंगात ७०० ते २९०० कि.मी. आंतप्रावरण आढळते. आंतावरणामध्ये अधिक घनतेची सिलिका द्रव्ये व विविध ऑक्साइड्स आहेत. अशाच प्रकारची द्रव्ये उल्काच्या अंतर्भागात आहेत.

३. गाभा (Core) -

अंतरंगात २८९० कि.मी. ते ६३७१ कि.मी. पर्यंत म्हणजे पृथ्वीच्या केंद्रबिंदूपर्यंतच्या पृथ्वीच्या अंतरंगास 'गाभा' असे म्हणतात.

गाभ्याचे थर व इतर वैशिष्टये पुढीलप्रमाणे आहेत :

गटेनबर्ग विलगता (खंडत्व) :

प्रावरण व गाभा यांच्या सीमावर्ती प्रदेशास 'गटेनबर्ग विलगता (खंडत्व) असे म्हणतात.

(१) गाभ्याचे थर : गाभ्याचे दोन थर आहेत

(अ) बाहय गाभा (Outer Core) व

(ब) आंतरिक गाभा (Inner Core)

(अ) बाहय गाभा:

अंतरंगात २८९० कि.मी. ते ५१५० कि.मी. पर्यंतच्या पृथ्वीच्या अंतरंगास 'बाहय गाभा' असे म्हणतात.

वैशिष्ट्ये:

द्रवरूप :

बाह्य गाभ्यातून दुय्यम भूकंपलहरी जाऊ शकत नसल्याने हा भाग द्रवरूप असावा असे मानले जाते.

घनता :

बाहय गाभ्याची घनता गटेनबर्ग विलगतेजवळ १० आहे; तर आंतरिक गाभ्याजवळ १२.३ ग्रॅम/घन सें.मी. आहे.

(ब) आंतरिक गाभा :

अंतरंगात ५१५० कि.मी. ते ६३७१ कि.मी. म्हणजे पृथ्वीच्या केंद्रबिंदूपर्यंतच्या अंतरंगास 'आंतरिक गाभा' असे म्हणतात.

वैशिष्टये -

घन अवस्था :

गाभ्याच्या बाहय थराखालील आंतरिक गाभा अगदी केंद्रबिंदूपर्यंत घन अवस्थेत आहे, असे अनुमान काढण्यात आले आहे.

घनता:

आंतरिक गाभ्याची घनता १३.३ पासुन १३.६ ग्रॅम/धन सें.मी. पर्यंत वाढत जाते.

संक्रमण विभाग (Transition Zone) :

बाहय गाभा व आंतरिक गाभा यामध्ये ४५० कि.मी. जाडीचा जो थर आहे, त्यास 'संक्रमण विभाग' (Transition Zone) असे नाव आहे. बाहय गाभा द्रवरूप, तर आंतरिक गाभा घनरूप मानला जातो, यामुळे या संक्रमण विभागाला महत्त्व आहे.

(२) गाभ्यातील खनिज पदार्थ व त्यांचे स्वरूप :

हा भाग अतिशय कठीण अशा खनिज द्रव्यापासून तयार झालेला आहे. यात निकेल (Ni) व लोह (Fe) या धातूंचे मिश्रण असल्याने त्यास 'निफे' (Nife) असे म्हणतात. पृथ्वीच्या निर्मितीच्या वेळी व नंतर आकुंचन पावत असताना लोहसंयुगाचे रूपांतर धातूमध्ये व सिलिकेटचे रूपांतर सिलिकॉनमध्ये झालेले असावे, यामुळे बाहय भागात लोह-निकेल ८०% आणि सिलिकॉन २०% आहे.

(३) गाभ्याचे घनफळ, वस्तुमान व घनता :

पृथ्वीच्या एकूण घनफळापैकी १६% घनफळ व एकूण वस्तुमानापैकी ३२% वस्तुमान गाभ्याचे आहे. गाभ्याची सरासरी घनता प्रावरणाच्या सरासरी घनतेपेक्षा दुप्पट आहे.

अंतरंगातील तापमान वद्धी :

नवीन माहितीप्रमाणे अंतर्गत भागात तापमान १०० मीटर खोलीवर ३० से. याप्रमाणे वाढत जाते. कवचाखाली ३० कि.मी. खोलीवर ५००° से., २०० कि. मी. खोलीवर प्रावरणात १४००° से., १००० कि.मी. खोलीवर १७००° से., गाभ्यात ३००० कि.मी. खोलीवर २३००° से. आणि भूकेंद्रालगत ६००० कि.मी. खोलीवर २५००० से. पेक्षा जास्त तापमान आढळते.

अंतरंगातील दाबवृद्धी:

अंतर्गत भागात खोलीनुसार दाब वाढत जातो. २५०० कि.मी. खोलीवर १० लाख वातावरणाच्या वजनाएवढा, ३५०० कि.मी. खोलीवर २० लाख वातावरणाच्या वजनाएवढा; तर पृथ्वीच्या केंद्राजवळ ३५ लाख वातावरणाच्या वजनाएवढा दाब आढळतो.

पृथ्वीच्या अंतरंगासंबंधी निष्कर्ष -

(१) पृथ्वीचा केंद्रभाग द्रवरूप :

पृथ्वीचे अंतरंग पूर्णत: घनरूप असते; तर 'P' व 'S' लहरी गाभ्यातून आरपार गेल्या असत्या व भूकंप झालेल्या ठिकाणाच्या विरुद्ध बाजूसदेखील भूकंपाची नोंद झाली असती.

परंतु भूकंप लहरींच्या निरीक्षणावरून असे आढळते की, विरुद्ध बाजूस फक्त 'P' लहरींची नोंद होते. 'S' लहरी फक्त घन भागातून प्रवास करतात. यावरून केंद्रभाग द्रवरूप असावा असा निष्कर्ष काढला जातो.

(२) भूगर्भातील गाभ्याचा व्यास ६९४२ कि.मी. :

भूकंपाच्या उगमस्थानापासून १०३° चा कोन करून लहरी वळतात.

१०३° ते १४३° प्रदेशात 'P' आणि ''लहरींची नोंद होत नाही; यामुळे या प्रदेशाला 'भूकंप छाया प्रदेश' (Earthquake Shadow Zone) असे म्हणतात. यावरून भूगर्भाच्या गाभ्याचा व्यास ६९४२ कि.मी. आहे असे निश्चित झाले,

(३) बाहय गाभा द्रवरूप :

गाभ्याच्या बाह्य आवरणाजवळ 'P' लहरींचा वेग एकदम कमी होतो. या गाभ्याचा बाहय भाग द्रवरूप आहे असा निष्कर्ष काढता येतो.

(४) कठीण घन पदार्थाचा अंतर्गाभा :

अंतर्गाभ्यात 'P'लहरींचा वेग वाढतो. यावरून असे अनुमान काढले जाते की, कठीण अशा घनपदार्थांचा अंतर्गाभा बनलेला असावा.

(५) अति कठीण व घन पदार्थाचे प्रावरण :

'P' व 'S' लहरींचा वेग प्रावरणातून प्रवास करताना इतका प्रचंड असतो की, अशा लहरी फक्त अति कठीण व घन पदार्थातूनच प्रवास करतात. यावरून प्रावरण हे कठीण व घन पदार्थापासून तयार झालेले आहे असे अनुमान काढता येते.

भूकंप लहरींच्या अभ्यासावरून अंतरंगाचे स्वरूप -

(१) घनरूप गाभा : १३०० कि.मी. त्रिज्या.

(२) बाहय गाभा द्रवरूप (विष्यंद) Viscous): १३०० कि.मी. ते ३४०० कि.मी.

(३) गटेनबर्ग विलगता (खंडत्व) : गाभा व प्रावरण दरम्यान.

(४) प्रावरण : कमी-जास्त घनतेचे घटक.

(५) मोहो विलगता (खंडत्व) : प्रावरण व शिलावरण (कवच) दरम्यान.

(६) सिमा व सियाल : सिमाच्या प्रदेशावर तरंगणारे सियालचे प्रदेश.

(७) कॉनरॅड विलगता : सियाल व सिमादरम्यान.

(८) शिलावरण (कवच) : प्रावरणाच्या मानाने ठिसूळ शिलावरण.

पृथ्वीच्या अंतरंगाची यांत्रिक उपविभागणी (MECHANICAL SUB-DIVISION)

पृथ्वीच्या अंतरंगाची यांत्रिक विभागणी पुढीलप्रमाणे आहे :

(१) शिलावरण (Lithosphere) :

पृथ्वीचे भूकवच आणि बाहच प्रावरणाचा वरचा थर या दरम्यान असणाज्या शीत ताठर भागास 'शिलावरण' असे म्हणतात. शिलावरणाची जाडी सुमारे १०० कि. मी. असते.

शिलावरणाची अनेक मोठया शकलांत विभागणी झालेली आहे. त्याला 'भूपट्ट' (Plates) असे म्हणतात.

भूपट्टाच्या हालचालींना 'भू-विवर्तनिकी' (Plate Tectonics) असे म्हटले जाते.

(२) दुर्बलावरण (Asthenosphere) :

शिलावरणाच्या खाली सुमारे १०० ते २०० कि.मी. दरम्यान असणाऱ्या द्रव्य समुच्चयास ' दुर्बलावरण' असे म्हणतात.

दुर्बलावरण' कमी वेगाचे क्षेत्र आहे.

शिलावरणाच्या तुलनेने दुर्बलावरण हे अधिक आकार्य किंवा कमी विष्यद (More Plastic or Less Viscous) आहे. म्हणजेच ते मृदू असून अधिक प्रमाणात नम्य (Pliable) आहे. त्याची फूट न होता वाकण (Bending) किंवा विकृती/विरूपण (Deforming) होते.

दुर्बलावरणाच्या खोलीवर तापमान जास्त असल्याने द्रव्य-समुच्चयाचे आंशिक वितळणे होत असते. याचा अर्थ, काही द्रव्यसमुच्चय वितळते किंवा मृदू होते आणि अधिक ताठर किंवा लवचीक भागास गती प्राप्त होण्यासाठी त्याचा वंगण म्हणून उपयोग होतो.

खोलीनुसार दाब वाढत असल्याने भूकंप लहरींचा वेगही वाढत जातो. जरी दुर्बलावरण मृदू असले तरी ते पोलादापेक्षा ताठर असते.

(३) मध्यावरण (Mesosphere) :

पृथ्वीच्या अंतरंगात दुर्बलावरणाच्या खाली असलेल्या संपूर्ण प्रावरणाच्या भागास 'मध्यावरण' असे म्हणतात.

(४) केंद्रावरण (Barysphere) :

पृथ्वीच्या गाभ्याला केंद्रावरण' (Core) असे म्हणतात. अर्थात, ही संज्ञा आता कमी प्रमाणात प्रचलित आहे.

विभिन्न शास्त्रज्ञांनी अभ्यासलेले पृथ्वीच्या अंतरंगाचे थर (Zoning of the Earth's Interior) -

पृथ्वीच्या अंतरंगाचा अभ्यास अनेक शास्त्रज्ञांनी केलेला असून त्यांपैकी काही शास्त्रज्ञांचा आपण येथे उल्लेख करणार आहोत.

(१) स्वेस (Suess) : स्वेस यांनी सर्वात प्रथम पृथ्वीच्या अंतरंगाचे पुढील तीन थर अभ्यासले:

(अ) सियाल (Sial) : सिलिकॉन व अॅल्युमिनिअमपासून बनलेला हलक्या पदार्थांचा सर्वात वरचा घर.

(ब) सिमा (Sima) : सिलिकॉन व मॅग्नेशिअमसारख्या जड वस्तुमानापासून बनलेला असून सागरतळ या प्रकारचे आहेत.

(क) निफे (Nife) : निकेल व लोहासारख्या अवजड पदार्थापासून बनलेला खालचा थर.

(२) वांडर ग्राक्ट (Vander Gracht) : जर्मन शास्त्रज्ञ वांडर ग्राक्ट यांनी पृथ्वीच्या अंतरंगाचे पुढीलप्रमाणे वर्गीकरण केलेले आहे:

वांडर ग्राक्ट यांच्यानुसार पृथ्वीच्या अंतरंगाची रचना आवरण -

घनता आणि विस्तार -

१. बाह्य सियाल आवरण - २.७५ ते २.९० घनता आणि ६० कि.मी. पर्यंत विस्तार

२. सिलिकेट आंतरावरण सिमा - ३.१ ते ४.७५ घनता आणि ६० ते ११४० कि.मी. विस्तार

३. धातू व सिलिकेटचे मिश्रावरण - ४.७५ ते ५.०० घनता आणि ११४० ते २९०० कि.मी. विस्तार

४. धातुप्रधान अंतर्भाग - ११.०० घनता आणि २९०० ते ६३७८ कि.मी. पर्यंत घनता

(३) लिंक-गटेनबर्ग (Link-Gatenberg) : अंतरंगाचे चार पर मानलेले आहेत. ते पुढीलप्रमाणे :

पृथ्वीच्या अंतरंगाची लिंक-गटेनबर्गनुसार रचना –

आवरण	सापेक्ष घनता	खोली	मूलद्रव्ये
बाह्य सियाल थर	२.७५ ते २.९०	1.भूखंडाखाली ६० कि. मी. 2.अटलांटिक महासागराखाली २९ कि. मी. 3.पॅसिफिक महासागराखाली नगण्य खोली.	मुख्यत: सिलिकॉन व अॅल्युमिनिअम, इतर - ऑक्सिजन, पोटॅशिअम, लोह,मॅग्नेशिअम.
आंतरिक सियाल तळाकडील बाजू (सिमा)	३. १ ते ४. ७५	६० ते १२०० कि.मी.	मुख्यत: सिलिकॉन व मॅग्नेशिअम. इतर - ऑक्सिजन, लोह, कॅल्शिअम, अॅल्युमिनिअम, पोटॅशिअम, सोडियम
मिश्र थर पॅलासाईट (Pallassite)	४. ७५ ते ५	१२०० ते २९०० कि. मी.	ऑक्सिजन सिलिकॉन, मॅग्नेशिअम आणि निकेल व लोहाचे घन मिश्रण.
गाभा (केंद्रक) (Nucleus)	७.८ ते ११	२९०० ते ३६७८ कि. मी.	निकेल-लोह

(४) एच. जेफ्रीज् (Horold Jeffreys) : यांनी अंतरंगाचे चार थर मानलेले आहेत.

(अ) बाहय थर (Outer Layer) : सामान्यत: स्तरित खडकापासून थर.

(ब) द्वितीय थर (Second Layer) : ग्रॅनाईट खडकापासून थर.

(क) तृतीय थर (Third Layer) : थचिलाईट (Thachylyte) व डायोराईट (Diorite) खडकांपासून बनलेला थर.

(ड) नीचतम थर (Lowest Layer) :

ड्युनाईट (Dunite), पेरिडोलाईट (Peridolite), इक्लोगाईट (Eclogite) खडकांपासून बनलेला थर.

(५) ऑर्थर होम्स (Arthur Holmes) : यांनी अंतरंगाचे चार थर अभ्यासले आहेत.

(अ) स्तरित/अवसादी थर (Sedimentary Layer) : ०.९० कि.मी. खोली,

(ब) ग्रॅनाईट थर (Granite Layer) : १० ते १५ कि.मी. खोलीवरील थर.

(क) बेसॉल्टिक थर (Basaltic Layer) : २० ते ३० कि.मी. खोलीवरील थर.

(ड) निम्न थर (Lower Layer) : एकूण खोली २९०० कि.मी.