Assessing paleomagnetic shallowing in basalts using magnetic fabrics
टेर्सिरा द्वीप के एक ऐतिहासिक बेसाल्टिक लावा प्रवाह के अध्ययन से चुंबकीय संरचना विषमता (magnetic fabric anisotropy) और पुराचुंबकीय झुकाव के उथलेपन (paleomagnetic inclination shallowing) के बीच एक गहरा सहसंबंध प्रकट होता है, जो यह दर्शाता है कि पुराचुंबकीय रिकॉर्ड की विश्वसनीयता का आकलन करने के लिए चुंबकीय संरचना विश्लेषण आवश्यक है।
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कल्पना कीजिए कि पृथ्वी ने एक विशाल, अदृश्य चुंबकीय कोट पहना हुआ है। यह कोट केवल एक स्थिर कंबल नहीं है; यह हमारे ग्रह के गहरे कोर के भीतर से उत्पन्न एक गतिशील, परिवर्तनशील क्षेत्र है, जो एक विशाल दिशा-सूचक यंत्र (कम्पास) की तरह काम करता है जो उत्तर की ओर संकेत करता है। वैज्ञानिकों के लिए, यह चुंबकीय क्षेत्र एक टाइम मशीन है। जब चट्टानें बनती हैं, तो उनके भीतर के सूक्ष्म चुंबकीय खनिज सूक्ष्म दिशा-सूचक यंत्रों की तरह कार्य करते हैं, जो इतिहास के उस सटीक क्षण में जम जाते हैं जब चुंबकीय क्षेत्र किस दिशा में था। इन "जमे हुए दिशा-सूचक यंत्रों" का विभिन्न युगों की चट्टानों में अध्ययन करके, शोधकर्ता यह मानचित्रित कर सकते हैं कि पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र लाखों वर्षों में कैसे बदला है, जिससे उन्हें ग्रह के गहरे आंतरिक भाग को समझने और महाद्वीपों के खिसकने के तरीके को फिर से बनाने में मदद मिलती है।
हालाँकि, इन प्राचीन दिशा-सूचक यंत्रों को पढ़ने में एक पेचीदा समस्या है। कभी-कभी, चट्टान द्वारा दर्ज की गई दिशा उस स्थान से मेल नहीं खाती जहाँ कम्पास को संकेत करना चाहिए था। यह ऐसा है जैसे सुई झुकी हुई या "उथली" हो, जो क्षितिज की ओर अधिक संकेत करती है। वैज्ञानिक लंबे समय से जानते हैं कि तलछटी चट्टानें (जैसे कीचड़ और रेत) अक्सर इस समस्या से ग्रस्त होती हैं क्योंकि तलछट के जमने के दौरान चुंबकीय कण दब सकते हैं या झुक सकते हैं। लेकिन एक दूसरा, अक्सर अनदेखा किया जाने वाला संदिग्ध भी है: लावा प्रवाह। जब पिघली हुई चट्टान उगलती है और ठंडी होती है, तो वह केवल एक ठोस ब्लॉक नहीं होती; वह मैग्मा की एक बहती हुई नदी होती है। जैसे-जैसे यह चलती है, इसके भीतर के चुंबकीय खनिज प्रवाह के साथ संरेखित (align) हो सकते हैं, जिससे एक छिपा हुआ "तंतु" (fabric) या बनावट बन जाती है। बड़ा सवाल यह है: क्या यह प्रवाह-प्रेरित संरेखण दिशा-सूचक यंत्र को धोखा दे सकता है, जिससे दर्ज की गई दिशा गलत दिखाई दे, भले ही वे चट्टानें पूर्ण रिकॉर्ड होने के लिए जानी जाती हों?
यही वह रहस्य है जिसे पेड्रो फर्नांड्स डा सिल्वा अज़ोर्स द्वीप पर 1761 के एक ऐतिहासिक लावा प्रवाह के अपने अध्ययन में सुलझाते हैं। उन्होंने जांच करने का निर्णय लिया कि क्या लावा के बहने के तरीके ने एक चुंबकीय "तंतु" बनाया जिसने प्राचीन दिशा-सूचक दिशाओं को विकृत कर दिया। ऐसा करने के लिए, उन्होंने केवल चुंबकीय दिशा को नहीं देखा; उन्होंने 'एनिसोट्रॉपी ऑफ मैग्नेटिक सकसेप्टिबिलिटी' (AMS) नामक तकनीक का उपयोग करके चट्टान की आंतरिक "बनावट" या "ग्रेन" का भी मानचित्रण किया। AMS को एक ऐसे तरीके के रूप में समझें जिससे आप चट्टान की बनावट को महसूस कर सकते हैं, यह पता लगा सकते हैं कि क्या चुंबकीय खनिज एक विशिष्ट दिशा में संरेखित हैं, ठीक वैसे ही जैसे लकड़ी के रेशे (grain) एक बोर्ड के साथ चलते हैं।
अध्ययन 1761 के इस लावा प्रवाह की एक अच्छी तरह से उजागर दीवार पर केंद्रित था, जहाँ टीम ने 30 मीटर के एक हिस्से से 16 नमूने एकत्र किए। उन्होंने पहले पुष्टि की कि चट्टानें टाइटेनओमैग्नेटाइट से बनी थीं, जो एक सामान्य चुंबकीय खनिज है, और उन्होंने उस समय का एक स्थिर, प्राथमिक चुंबकीय रिकॉर्ड बनाए रखा था जब लावा ठंडा हुआ था। फिर, उन्होंने चट्टानों में दर्ज चुंबकीय क्षेत्र की दिशा (पेलियोमैग्नेटिज्म) की तुलना चट्टान के आंतरिक तंतु (AMS) की शक्ति और दिशा से की।
परिणामों ने एक स्पष्ट और दिलचस्प संबंध प्रकट किया। टीम ने पाया कि जैसे-जैसे चुंबकीय तंतु अधिक "संरेखित" या एनिसोट्रोपिक (अर्थात खनिज प्रवाह द्वारा अधिक मजबूती से उन्मुख थे) होता गया, दर्ज की गई चुंबकीय दिशा बदलने लगी। विशेष रूप से, एक रैखिक संबंध था: तंतु संरेखण जितना मजबूत होता गया, चुंबकीय झुकाव (पृथ्वी के भीतर की ओर इशारा करने वाला कोण) उतना ही उथला होता गया। सबसे चरम मामलों में, झुकाव उस समय के वैश्विक चुंबकीय मॉडल की तुलना में लगभग 20 डिग्री गिर गया। इसके अलावा, चुंबकीय विचलन (compass direction) दक्षिणावर्त (clockwise) घूम गया, जो चट्टान के आंतरिक चुंबकीय अक्षों के घूर्णन का बारीकी से अनुसरण कर रहा था।
जब शोधकर्ताओं ने अपने नमूनों को दो समूहों में विभाजित किया—एक कम तंतु संरेखण वाला और एक उच्च तंतु संरेखण वाला—तो उन्होंने अंतर स्पष्ट रूप से देखा। कम-संरेखण वाले समूह ने एक अधिक तीव्र, अधिक "सही" कोण दर्ज किया जो उस समय के वैश्विक चुंबकीय मॉडलों से मेल खाता था। उच्च-संरेखण वाले समूह ने, हालांकि, काफी उथला कोण और परिवर्तित दिशा दिखाई। यह सुझाव देता है कि मैग्मा के प्रवाह ने स्वयं चुंबकीय रिकॉर्ड को भौतिक रूप से घुमा दिया था। शोध पत्र का तर्क है कि यह केवल एक मामूली त्रुटि नहीं है; यह एक महत्वपूर्ण त्रुटि का स्रोत है जिसे कई अध्ययनों में अनदेखा किया गया है।
अंततः, शोध पत्र यह निष्कर्ष निकालता है कि चुंबकीय तंतु विश्लेषण एक महत्वपूर्ण उपकरण है जिसे अनदेखा नहीं किया जाना चाहिए। यह पेलियोमैग्नेटिज्म के लिए एक गुणवत्ता नियंत्रण जांच की तरह कार्य करता है। यदि आप देखते हैं कि एक चुंबकीय रिकॉर्ड थोड़ा "अलग" या उथला दिखता है, तो चट्टान के आंतरिक तंतु की जांच करना आपको बता सकता है कि क्या वह चट्टान ही असली कारण है। यह समझकर कि लावा कैसे बहा और उस प्रवाह ने चुंबकीय खनिजों को कैसे संरेखित किया, वैज्ञानिक पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के प्राचीन दिशा-सूचक रीडिंग की विश्वसनीयता का बेहतर आकलन कर सकते हैं और पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के इतिहास की गलत व्याख्या करने से बच सकते हैं।
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