পৃথিবীর গঠন সম্পর্কে আমাদের বেশিরভাগ জ্ঞান ভূমিকম্প অধ্যয়ন থেকে আসে। প্রতিটি ভূমিকম্পই সব দিকে ঢেউ পাঠায় যেভাবে হ্রদে পাথর নামলে পানির মধ্য দিয়ে তরঙ্গ বের হয়। এই ভূমিকম্প তরঙ্গকে সিসমিক ওয়েভ বলে। এই ভূমিকম্পের তরঙ্গগুলি পৃথিবীর মধ্য দিয়ে ভ্রমণ করার সময় পর্যবেক্ষণ করা বিজ্ঞানীদের তরঙ্গগুলির মধ্য দিয়ে চলা বিভিন্ন উপাদান সম্পর্কে ধারণা দেয়।
দুই ধরনের সিসমিক তরঙ্গ রয়েছে: এস-তরঙ্গ এবং পি-তরঙ্গ। এই তরঙ্গগুলি বিভিন্ন ধরণের পদার্থের মধ্য দিয়ে যাওয়ার সময় ভিন্নভাবে আচরণ করে। যেমন একটি শব্দ তরঙ্গ বাতাসের পরিবর্তে জলের মধ্য দিয়ে যাওয়ার সময় ভিন্নভাবে আচরণ করে; সিসমিক তরঙ্গ ভিন্নভাবে আচরণ করে যখন তারা পদার্থের বিভিন্ন পর্যায়ের মধ্য দিয়ে যায়। বিজ্ঞানীরা জানেন যে P-তরঙ্গগুলি সমস্ত ধরণের পদার্থের মধ্য দিয়ে ভ্রমণ করবে তবে S-তরঙ্গগুলি তরলের মধ্য দিয়ে ভ্রমণ করবে না।
পৃথিবী কয়েকটি স্তর দিয়ে তৈরি। প্রতিটি স্তরের নিজস্ব বৈশিষ্ট্যগত বৈশিষ্ট্য রয়েছে। বিজ্ঞানীরা পৃথিবীর স্তরগুলি সম্পর্কে দুটি উপায়ে চিন্তা করেন - রাসায়নিক গঠনের দিক থেকে এবং ভৌত বৈশিষ্ট্যের দিক থেকে।
রাসায়নিক গঠনের উপর ভিত্তি করে, পৃথিবীকে পৃথিবীর কেন্দ্র থেকে বাইরের দিকে তিনটি স্তরে ভাগ করা যায়: কোর, ম্যান্টেল এবং ক্রাস্ট।
পৃথিবীর সবচেয়ে বাইরের কঠিন স্তরকে ভূত্বক বলা হয়। এটি ম্যান্টেলের উপরে অবস্থিত এবং এটি পৃথিবীর শক্ত বাইরের শেল। ভূত্বক হল সেই পৃষ্ঠ যা আমরা বাস করছি।
ভূত্বকটি 0-32 কিমি (0-19.8 মাইল)। অন্যান্য স্তরের তুলনায়, ভূত্বকটি সবচেয়ে পাতলা এবং সবচেয়ে কম ঘন স্তর। এটি নরম, ঘন আবরণের উপর ভাসছে। ভূত্বক কঠিন শিলা দ্বারা গঠিত কিন্তু এই শিলাগুলি সারা বিশ্বে এক নয়।
দুটি প্রধান ধরনের ভূত্বক আছে:
মহাসাগরীয় ভূত্বক একটি পাতলা স্তর (প্রায় 5 কিমি) মহাসাগরের নীচে পাওয়া যায়। যদিও এটি তুলনামূলকভাবে পাতলা হয় এটি সবচেয়ে ঘন ধরনের ভূত্বক এবং এটি ব্যাসাল্ট নামক রূপান্তরিত শিলা দ্বারা গঠিত।
মহাদেশীয় ভূত্বক মহাদেশগুলি তৈরি করে এবং মহাসাগরীয় ভূত্বকের উপরে থাকে। মহাসাগরীয় ভূত্বকের তুলনায়, মহাদেশীয় ভূত্বক ঘন (30 কিমি)। মহাদেশীয় ভূত্বক কম ঘন শিলা যেমন গ্রানাইট নিয়ে গঠিত। মহাদেশীয় ভূত্বক কম ঘন হলেও, এটি মহাসাগরীয় ভূত্বকের চেয়ে অনেক বেশি পুরু কারণ এটি মহাদেশগুলি তৈরি করে এমন শিলাগুলি নিয়ে গঠিত।
কারণ পৃথিবীর ভিতরে খুব গরম, তাপের একটি স্রোত মূল থেকে ভূত্বকের দিকে প্রবাহিত হয়। একে পরিচলন কারেন্ট বলে। এই স্রোত পৃথিবীর পৃষ্ঠের কাছাকাছি আসার সাথে সাথে শীতল হয়। ভূত্বকের নীচের দিকে এই পরিচলন প্রবাহ টেকটোনিক প্লেটগুলির নড়াচড়া ঘটায়। প্লেটগুলির অবিরাম নড়াচড়াকে প্লেট টেকটোনিক্স বলা হয়। এই প্লেটগুলির চলাচল খুব ধীর তবে যখন তারা একসাথে ধাক্কা দেয় তখন এটি ভূমিকম্পের কারণ হয়। ম্যান্টল থেকে পরিচলন স্রোত এবং বায়ুমণ্ডলের প্রভাবের সংমিশ্রণ ভূত্বককে পৃষ্ঠ থেকে ভূত্বকের নীচের দিকে প্রায় 0-1598 °F করে তোলে। ভূত্বক এবং বায়ুমণ্ডল পৃথিবীর স্তরগুলির মধ্যে শীতলতম।
ভূত্বক প্রকৃতিতে ভঙ্গুর। পৃথিবীর আয়তনের প্রায় 1% এবং পৃথিবীর ভরের 0.5% ভূত্বক দিয়ে তৈরি। ভূত্বকের প্রধান উপাদানগুলি হল সিলিকা (Si) এবং অ্যালুমিনিয়াম (Al) এবং এইভাবে, এটিকে প্রায়শই SIAL বলা হয়।
হাইড্রোস্ফিয়ার এবং ভূত্বকের মধ্যে বিচ্ছিন্নতাকে কনরাড বিচ্ছিন্নতা বলা হয়।
ভূত্বকের নীচে এবং মূলের উপরে স্তরটি ম্যান্টেল। এটি প্রায় 2900 কিমি পুরু। পৃথিবীর আয়তনের প্রায় 84% এবং পৃথিবীর ভরের 67% ম্যান্টেল দ্বারা দখল করা হয়। ম্যান্টেলের গড় ঘনত্ব 4.5g∕cm 3 । ঘনত্ব গভীরতার সাথে বৃদ্ধি পায় কারণ চাপ বৃদ্ধি পায়।
ভূত্বক এবং ম্যান্টলের মধ্যে বিচ্ছিন্নতাকে মোহোরোভিচ ডিসকন্টিনিউটি বা মোহো ডিসকন্টিনিউটি বলা হয়।
ম্যান্টেল প্রধানত সিলিকন এবং ম্যাগনেসিয়াম থেকে তৈরি কঠিন শিলা নিয়ে গঠিত এবং তাই একে সিমা বলা হয়। ম্যান্টেলের গভীরে, শিলাগুলি ম্যাগনেসিয়াম এবং লোহা নিয়ে গঠিত। ম্যান্টেলটি গভীরতার সাথে আরও ঘন হওয়ার আরেকটি কারণ হল এই স্তরের শিলাগুলিতে লোহা থাকে এবং লোহা ম্যান্টলের উপরের স্তরের উপাদানগুলির চেয়ে ঘন হয়।
পৃথিবীর ম্যান্টেলের বিভিন্ন গভীরতায় বিভিন্ন তাপমাত্রা থাকে। ম্যান্টলের তাপমাত্রা গভীরতার সাথে বৃদ্ধি পায়। এটি 1598-3992° ফারেনহাইট পর্যন্ত। সর্বোচ্চ তাপমাত্রা ঘটে যেখানে ম্যান্টেল উপাদান তাপ-উৎপাদনকারী মূলের সংস্পর্শে থাকে। ম্যান্টেল প্রচুর তাপ ধরে রাখে, যা ম্যান্টেল জুড়ে সঞ্চালিত হয় সংবহন কোষ নামক স্থানগুলিতে। তাপ চলাচলের ফলে সমুদ্রতল এবং মহাদেশের প্লেটগুলি সরে যেতে পারে। লক্ষ লক্ষ বছর ধরে, পৃথিবীর প্লেটগুলি বেশ নড়াচড়া করতে পারে। যখন এই পরিবর্তনগুলি দ্রুত ঘটে তখন আমরা ভূমিকম্প অনুভব করি।
গভীরতার সাথে তাপমাত্রার এই ক্রমাগত বৃদ্ধি জিওথার্মাল গ্রেডিয়েন্ট নামে পরিচিত। জিওথার্মাল গ্রেডিয়েন্ট বিভিন্ন শিলা আচরণের জন্য দায়ী। বিভিন্ন শিলা আচরণগুলি ম্যান্টেলকে দুটি ভিন্ন অঞ্চলে বিভক্ত করতে ব্যবহৃত হয়। উপরের ম্যান্টেলের শিলাগুলি শীতল এবং ভঙ্গুর, যখন নীচের ম্যান্টেলের শিলাগুলি গরম এবং নরম তবে গলিত নয়। উপরের আবরণের শিলাগুলি চাপের মধ্যে ভেঙে ভূমিকম্প তৈরি করার জন্য যথেষ্ট ভঙ্গুর। যাইহোক, নীচের আবরণের শিলাগুলি নরম এবং প্রবাহিত হয় যখন ভাঙ্গার পরিবর্তে শক্তির শিকার হয়।
ম্যান্টলের উপরের শক্ত অংশ এবং পুরো ভূত্বকটি লিথোস্ফিয়ার গঠন করে।
অ্যাথেনোস্ফিয়ার (80-200 কিলোমিটারের মধ্যে) হল একটি অত্যন্ত সান্দ্র, যান্ত্রিকভাবে দুর্বল এবং নমনীয়, উপরের আবরণের বিকৃত অঞ্চল যা লিথোস্ফিয়ারের ঠিক নীচে অবস্থিত। অ্যাসথেনোস্ফিয়ার হল ম্যাগমার প্রধান উৎস এবং এটি সেই স্তর যার উপর দিয়ে লিথোস্ফিয়ার প্লেট/মহাদেশীয় প্লেটগুলি চলে (প্লেট টেকটোনিক্স)।
উপরের ম্যান্টেল এবং লোয়ার ম্যান্টলের মধ্যে বিচ্ছিন্নতা রিপেটি ডিসকন্টিনিউটি নামে পরিচিত।
ম্যান্টলের যে অংশটি লিথোস্ফিয়ার এবং অ্যাথেনোস্ফিয়ারের ঠিক নীচে কিন্তু মূলের উপরে থাকে তাকে মেসোস্ফিয়ার বলে।
পৃথিবীর ভিতরের অংশ হল মূল অংশ। পৃথিবীর এই অংশটি পৃথিবীর পৃষ্ঠ থেকে প্রায় 2900 কিমি নীচে অবস্থিত। গুটেনবার্গের ডিসকন্টিনিউটি দ্বারা কোরটি ম্যান্টেল থেকে আলাদা হয়।
কোরটি মূলত লোহা (Fe) এবং নিকেল (Ni) দিয়ে গঠিত এবং তাই একে NIFE ও বলা হয়। কোরটি পৃথিবীর আয়তনের প্রায় 15% এবং পৃথিবীর ভরের 32.5% গঠন করে। এটি পৃথিবীর সবচেয়ে ঘন স্তর যার ঘনত্ব 9.5 থেকে 14.5g∕cm 3 এর মধ্যে।
পি-তরঙ্গ এবং এস-তরঙ্গের গতি পর্যবেক্ষণ করার পরে, বিজ্ঞানীরা এই সিদ্ধান্তে পৌঁছেছেন যে পৃথিবীর কেন্দ্র দুটি স্তরে বিভক্ত - বাইরের কোর এবং ভিতরের কোর।
বাইরের কোর একটি তরল কারণ তাপমাত্রা লোহা এবং নিকেল ধাতু গলানোর জন্য যথেষ্ট বেশি। বাইরের কোরটি পৃষ্ঠের প্রায় 2900 কিলোমিটার নীচে শুরু হয় এবং প্রায় 2300 কিলোমিটার পুরু। কারণ পৃথিবী ঘোরে, বাইরের কোর ভিতরের কেন্দ্রের চারপাশে ঘোরে এবং এটি পৃথিবীর চুম্বকত্ব ঘটায়। চুম্বকত্ব হাজার হাজার বছর ধরে পৃথিবীতে তাদের পথ খুঁজে পেতে নাবিকরা ব্যবহার করে আসছে। চুম্বকত্ব পৃথিবীর বায়ুমণ্ডলের বাইরের কণাকেও প্রভাবিত করে মহাকাশে 60,000 কিলোমিটারেরও বেশি। বাইরের কোরটি প্রায় 3992-9032 °F। বাইরের কোরের ঘনত্ব 10 g/cm3 এবং 12.3 g∕cm 3 এর মধ্যে।
অভ্যন্তরীণ কোরটি পৃথিবীর পৃষ্ঠ থেকে 5150 কিলোমিটার (3200 মাইল) নীচে। কেন্দ্রে পৌঁছানোর জন্য একজনকে এখনও প্রায় 1300 কিলোমিটার (808 মাইল) আরও ভ্রমণ করতে হবে। ভিতরের কোরের তাপমাত্রা প্রায় 5000 – 6000 °C (9032 – 10832 °F)। এটি বাইরের কোর হিসাবে একই উপকরণ থেকে তৈরি করা হয় তবে উচ্চ চাপের কারণে, ভিতরের কোরটি শক্ত। এখানে, অত্যধিক পাথরের ওজন দ্বারা উত্পাদিত প্রচণ্ড চাপ পরমাণুগুলিকে একত্রে শক্তভাবে ভিড় করার জন্য যথেষ্ট শক্তিশালী এবং তরল অবস্থাকে বাধা দেয়। এই উচ্চ চাপ এবং মূল অংশে ঘন ধাতুগুলি এর ঘনত্ব 13g∕cm 3 করে।
উপরের কোর এবং নীচের কোরের মধ্যে বিচ্ছিন্নতাকে লেম্যান ডিসকন্টিনিউটি বলা হয়।
ভৌত বৈশিষ্ট্যের উপর ভিত্তি করে পৃথিবীকেও স্তরে ভাগ করা হয়েছে, যেমন স্তরটি কঠিন নাকি তরল।
পাঁচটি ভৌত স্তর হল লিথোস্ফিয়ার, অ্যাথেনোস্ফিয়ার, মেসোস্ফিয়ার, বাইরের কোর এবং অভ্যন্তরীণ কোর।
1. লিথোস্ফিয়ার - পৃথিবীর পৃষ্ঠে পাওয়া কঠিন শিলার বাইরের স্তরটি হল লিথোস্ফিয়ার। এটি ভূত্বক এবং কঠিন উভয়ই অন্তর্ভুক্ত, ম্যান্টলের উপরের অংশ। এটি পৃথিবীর অন্যান্য ভৌত স্তরের তুলনায় তুলনামূলকভাবে কম ঘন। লিথোস্ফিয়ারকে টেকটোনিক প্লেট বলে টুকরায় ভাগ করা হয়েছে।
2. অ্যাসথেনোস্ফিয়ার - অ্যাথেনোস্ফিয়ারটি লিথোস্ফিয়ারের নীচে পাওয়া যায় এবং এটি শক্ত শিলা দিয়ে তৈরি একটি দুর্বল বা নরম ম্যান্টলের স্তর যা খুব ধীরে ধীরে চলে। এটি লিথোস্ফিয়ারের নীচে অবস্থিত। টেকটোনিক প্লেটগুলি অ্যাথেনোস্ফিয়ারের উপরে চলে যায়।
3. মেসোস্ফিয়ার - ম্যান্টেলের শক্তিশালী, নীচের অংশকে মেসোস্ফিয়ার বলে। মেসোস্ফিয়ারের শিলা অ্যাথেনোস্ফিয়ারের পাথরের চেয়ে বেশি ধীর গতিতে প্রবাহিত হয়। মেসোস্ফিয়ার অ্যাথেনোস্ফিয়ারের চেয়ে অনেক বেশি ঘন।
4. বাইরের কোর - বাইরের কোর হল পৃথিবীর কোরের তরল স্তর। বাইরের কোরটি ম্যান্টলের নীচে থাকে এবং ভিতরের কোরটিকে ঘিরে থাকে।
5. ভিতরের কোর - ভিতরের কোর হল আমাদের গ্রহের কঠিন, ঘন কেন্দ্র। অভ্যন্তরীণ কোরটি বাইরের কোরের নিচ থেকে পৃথিবীর কেন্দ্র পর্যন্ত বিস্তৃত।
লিথোস্ফিয়ার এবং অ্যাথেনোস্ফিয়ার ক্রাস্ট এবং ম্যান্টেলের মতো নয়। ভূত্বক এবং আস্তরণ পৃথিবীর রচনা স্তর। লিথোস্ফিয়ার এবং অ্যাথেনোস্ফিয়ার হল ভৌত স্তর। লিথোস্ফিয়ারের মধ্যে রয়েছে ভূত্বক এবং শক্ত, ম্যান্টলের বাইরের অংশ। ভূত্বকটি লিথোস্ফিয়ারের চেয়ে পাতলা এবং এতে শিলা উপাদান রয়েছে যা সিলিকা সমৃদ্ধ এবং পৃথিবীর অন্যান্য স্তরের শিলা উপাদানের তুলনায় অনেক কম ঘন। অ্যাথেনোস্ফিয়ার হল কঠিন লিথোস্ফিয়ার এবং মেসোস্ফিয়ারের মধ্যে একটি অর্ধ-জল স্তর।
অ্যাথেনোস্ফিয়ার একটি তরল নয়। শিলা উপাদান যা অ্যাথেনোস্ফিয়ার তৈরি করে তা নমনীয়, যার অর্থ এটি ধীরে ধীরে প্রসারিত হতে পারে। পৃথিবীর অভ্যন্তরের তীব্র তাপের কারণে অ্যাথেনোস্ফিয়ার নমনীয়। অ্যাস্থেনোস্ফিয়ারের নীচের অংশের শিলা উপাদান উত্তপ্ত হওয়ার কারণে এটি ধীরে ধীরে বৃদ্ধি পায়। এটি উঠার সাথে সাথে এটি শীতল হতে শুরু করে এবং আবার ডুবে যায়। এইভাবে, অ্যাথেনোস্ফিয়ারের শিলা উপাদানগুলি বিশাল পরিচলন কোষগুলিতে সঞ্চালিত হয়। এই পরিচলন কোষ টেকটোনিক প্লেট আন্দোলনের কারণ। লিথোস্ফিয়ারিক প্লেটগুলি যা অ্যাথেনোস্ফিয়ারে বিশ্রাম নেয়, অ্যাথেনোস্ফিয়ার ধীরে ধীরে প্রবাহিত হওয়ার সাথে সাথে বহন করা হয়। লিথোস্ফিয়ারিক প্লেটের নড়াচড়ার ফলে ভূমিকম্প এবং আগ্নেয়গিরির সৃষ্টি হয়।
