Carbonatite melt pathways connect the deep mantle to Archean craton margins
यह अध्ययन गॉलर क्रेटन के नीचे विद्युत रूप से सुचालक, अनिसोट्रोपिक संरचनाओं की पहचान करने के लिए दीर्घ-अवधि वाले मैग्नेटोटेल्यूरिक डेटा का उपयोग करता है, जो गहरे मेंटल कार्बोनेट पिघल (कार्बनटाइट मेल्ट्स) के साक्ष्य के रूप में कार्य करते हैं जो क्रेटन मार्जिन तक वाष्पशील पदार्थों और दुर्लभ मृदा तत्वों का परिवहन करते हैं, जहाँ अलग हुए ग्रेफाइट मोहो (मोहो) पर निम्न-प्रतिरोधकता वाले संकेतों का निर्माण करते हैं।
मूल पेपर CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/) के तहत लाइसेंस किया गया है। नीचे दिए गए पेपर की यह व्याख्या AI से तैयार की गई है। इसे लेखकों ने न तो लिखा है, न इसका समर्थन किया है। तकनीकी सटीकता के लिए मूल पेपर देखें। पूरा डिस्क्लेमर पढ़ें
पृथ्वी की सतह के बहुत नीचे, एक छिपा हुआ चक्र पृथ्वी के आंतरिक भाग से कार्बन को वापस सतह पर लाता है, एक ऐसी प्रक्रिया जो अरबों वर्षों से सक्रिय है। यह चक्र महत्वपूर्ण है क्योंकि यह हमारे वायुमंडल और महासागरों की रसायन विज्ञान को नियंत्रित करता है, लेकिन वह तंत्र जिसके द्वारा कार्बन गहरे मेंटल से ऊपर क्रस्ट तक जाता है, वह अब तक रहस्य बना हुआ है। वैज्ञानिक जानते हैं कि कार्बन-समृद्ध चट्टानों को सबडक्शन ज़ोन (subduction zones) में नीचे खींचा जाता है, जहाँ एक टेक्टोनिक प्लेट दूसरी प्लेट के नीचे फिसलती है। इस प्रक्रिया के दौरान कुछ कार्बन जल्दी मुक्त हो जाता है, लेकिन माना जाता है कि एक बड़ा हिस्सा काफी गहराई तक जाता है, जिसे कार्बनटाइट (carbonatite) नामक एक विशेष प्रकार के पिघले हुए चट्टान द्वारा ले जाया जाता है। ये पिघल (melts) अद्वितीय होते हैं क्योंकि ये कार्बन से समृद्ध होते हैं और दुर्लभ तत्वों तथा गैसों को घोलकर ले जा सकते हैं। हालाँकि, पृथ्वी के नीचे इन सूक्ष्म पिघले हुए अंशों को देखना अविश्वसनीय रूप से कठिन है। वे इतने छोटे हैं कि उन्हें सीधे नहीं देखा जा सकता, और सतह पर भेजे जाने वाले उनके संकेत अन्य सामग्रियों, जैसे कि जल-समृद्ध खनिजों के साथ आसानी से भ्रमित हो सकते हैं।
एडेलेड यूनिवर्सिटी के शोधकर्ताओं की एक टीम ने अब दक्षिणी ऑस्ट्रेलिया के गॉलर क्रेटन (Gawler Craton) के नीचे इस छिपी हुई दुनिया में झांकने के लिए मैग्नेटोटेलुरिक्स (magnetotellurics) नामक एक शक्तिशाली विधि का उपयोग किया है। चट्टान का यह प्राचीन ब्लॉक, जिसे क्रेटन कहा जाता है, महाद्वीप के स्थिर कोर का निर्माण करता है। वैज्ञानिकों ने परिदृश्य में सेंसरों का एक नेटवर्क तैनात किया ताकि पृथ्वी के माध्यम से बहने वाली प्राकृतिक विद्युत धाराओं को मापा जा सके। इन धाराओं में समय के साथ होने वाले परिवर्तनों का विश्लेषण करके, वे पृथ्वी के नीचे गहराई में विद्युत चालकता (electrical conductivity) का एक विस्तृत त्रि-आयामी मानचित्र बनाने में सक्षम हुए। उनका लक्ष्य उन मायावी कार्बनटाइट पिघल के संकेतों को खोजना और यह समझना था कि वे पृथ्वी के क्रस्ट और मेंटल के माध्यम से कैसे चलते हैं।
शोधकर्ताओं ने गॉलर क्रेटन के केंद्र के नीचे एक उल्लेखनीय विसंगति (anomaly) की खोज की। लगभग 180 किलोमीटर की गहराई पर, ठीक उस सीमा पर जहाँ पृथ्वी का कठोर बाहरी आवरण नीचे बहते हुए मेंटल से मिलता है, उन्हें चट्टान की एक ऐसी परत मिली जो असाधारण रूप से चालक (conductive) है। यह परत अपने ठीक ऊपर स्थित चट्टान की तुलना में लगभग 1,000 गुना अधिक चालक है। टीम ने पाया कि यह चालक परत एकसमान नहीं है; यह अत्यधिक दिशात्मक है, जो अन्य दिशाओं की तुलना में एक विशिष्ट दिशा में बिजली को बहुत अधिक आसानी से प्रवाहित करती है। यह दिशात्मक गुण, जिसे एनिसोट्रॉपी (anisotropy) कहा जाता है, यह सुझाव देता है कि चालक सामग्री केवल एक यादृच्छिक तरल बूंद नहीं है बल्कि व्यवस्थित रूप से संरेखित पतली नलिकाओं (channels) के रूप में है।
लेखकों का तर्क है कि इस चालक, दिशात्मक परत का सबसे संभावित स्पष्टीकरण कार्बनटाइट पिघल की एक सूक्ष्म मात्रा है। वे अनुमान लगाते हैं कि पिघले हुए पदार्थ की 0.05 प्रतिशत जितनी छोटी मात्रा भी—जो एक बड़ी बाल्टी में पानी की कुछ बूंदों के आकार के बराबर है—उनके द्वारा देखे गए विद्युत संकेत को उत्पन्न करने के लिए पर्याप्त है। पिघले हुए पदार्थ का यह छोटा सा अंश चट्टान के विद्युत प्रतिरोध को नाटकीय रूप से कम करने के लिए पर्याप्त है क्योंकि यह पिघल खनिज कणों की सीमाओं के साथ एक जुड़ा हुआ नेटवर्क बनाता है। शोधकर्ताओं ने स्पष्ट रूप से इस विचार को खारिज कर दिया कि केवल जल-समृद्ध खनिज ही इसके लिए जिम्मेदार हो सकते हैं। हालांकि पानी चट्टान को अधिक चालक बना सकता है, लेकिन मापी गई चालकता का स्तर इतना अधिक है कि इसे केवल पानी द्वारा समझाया नहीं जा सकता, भले ही चट्टान पानी से संतृप्त क्यों न हो। उन्होंने फ्लोरीन-समृद्ध खनिजों की संभावना पर भी विचार किया, लेकिन साक्ष्य कार्बन-समृद्ध पिघल की उपस्थिति की ओर अधिक मजबूती से संकेत करते हैं।
अध्ययन ने प्राचीन क्रेटन के किनारों के पास एक दूसरी, संबंधित घटना का भी खुलासा किया। क्रस्ट और मेंटल के बीच, लगभग 40 किलोमीटर की गहराई पर, शोधकर्ताओं ने कम विद्युत प्रतिरोध वाला एक और क्षेत्र पाया। गहरे मेंटल चालक के विपरीत, यह क्षेत्र कम दिशात्मक है। टीम इसकी व्याख्या इस रूप में करती है कि यह वह स्थान है जहाँ कार्बन, एक बार जब इसे गहरे पिघल द्वारा ऊपर लाया गया, मुक्त होकर ग्रेफाइट (graphite) में परिवर्तित हो गया। जैसे-जैसे कार्बन-समभृद्ध तरल ऊपर की ओर बढ़े और ठंडे हुए, कार्बन समाधान से अवक्षेपित (precipitated) हो गया और ठोस ग्रेफाइट बन गया, जो बिजली का एक उत्कृष्ट सुचालक है। इस प्रक्रिया ने निचले क्रस्ट में एक स्थायी, चालक परत बना दी है जो अरबों वर्षों से स्थिर बनी हुई है।
यह खोज पृथ्वी के गहरे मेंटल और सतह के बीच एक निरंतर संबंध का सुझाव देती है। शोधकर्ता प्रस्तावित करते हैं कि प्राचीन टेक्टोनिक घटनाओं, विशेष रूप से लगभग 1.6 अरब वर्ष पहले समुद्री प्लेटों के सबडक्शन (subduction) ने, कार्बन-समृद्ध सामग्री को मेंटल में गहराई तक धकेल दिया था। इस सामग्री ने कार्बनटाइट पिघल की छोटी मात्रा उत्पन्न की जो क्रेटन के आधार पर चैनलों में फंस गई। समय के साथ, इस पिघल का कुछ हिस्सा क्रेटन के किनारों की ओर पलायन कर गया, जहाँ यह क्रस्ट में ऊपर उठा, जिससे ग्रेफाइट के भंडार पीछे छूट गए। यह मार्ग न केवल विद्युत संकेतों की व्याख्या करता है बल्कि यह एक तंत्र भी प्रदान करता है कि कैसे कार्बन और अन्य मूल्यवान तत्वों, जैसे कि ओलंपिक डैम (Olympic Dam) जैसे प्रमुख खनिज भंडारों में पाए जाने वाले तत्व, पृथ्वी के क्रस्ट में स्थानांतरित और केंद्रित हुए। ये निष्कर्ष पृथ्वी की एक ऐसी गहरी प्रक्रिया की दुर्लभ झलक प्रदान करते हैं जो जटिल जीवन के उदय से ही ग्रह के रसायन विज्ञान और खनिज संपदा को आकार दे रही है।
अपने क्षेत्र के पेपरों की भीड़ में उलझे हुए हैं?
आपके रिसर्च कीवर्ड से मेल खाने वाले सबसे नए और अलग सोच वाले पेपरों का रोज़ाना Digest पाएँ—तकनीकी सारांश के साथ, आपकी भाषा में।