पृथ्वी की संरचना के बारे में हमारा अधिकांश ज्ञान भूकंपों के अध्ययन से प्राप्त होता है। हर भूकंप सभी दिशाओं में लहरें भेजता है जैसे कि एक चट्टान को झील में गिराने से पानी के माध्यम से लहरें निकलती हैं। इन भूकंपीय तरंगों को भूकंपीय तरंगें कहते हैं। इन भूकंपीय तरंगों को पृथ्वी के माध्यम से यात्रा करते हुए देखने से वैज्ञानिकों को उन विभिन्न सामग्रियों का अंदाजा हो जाता है जिनसे तरंगें गुजरती हैं।
भूकंपीय तरंगें दो प्रकार की होती हैं: S-तरंगें और P-तरंगें। ये तरंगें विभिन्न प्रकार की सामग्रियों से गुजरने पर अलग तरह से व्यवहार करती हैं। जैसे ध्वनि तरंग हवा के बजाय पानी से गुजरने पर अलग तरह से व्यवहार करती है; जब वे पदार्थ के विभिन्न चरणों से गुजरती हैं तो भूकंपीय तरंगें अलग तरह से व्यवहार करती हैं। वैज्ञानिक जानते हैं कि P-तरंगें सभी प्रकार के पदार्थों से होकर गुजरेंगी लेकिन S-तरंगें द्रव में यात्रा नहीं करेंगी।
पृथ्वी कई परतों से बनी है। प्रत्येक परत के अपने विशिष्ट गुण होते हैं। वैज्ञानिक पृथ्वी की परतों के बारे में दो तरह से सोचते हैं - रासायनिक संरचना के संदर्भ में और भौतिक गुणों के संदर्भ में।
रासायनिक संरचना के आधार पर, पृथ्वी को पृथ्वी के केंद्र से बाहर की ओर तीन परतों में विभाजित किया जा सकता है: कोर, मेंटल और क्रस्ट।
पृथ्वी की सबसे बाहरी ठोस परत क्रस्ट कहलाती है। यह मेंटल के ऊपर स्थित है और पृथ्वी का कठोर बाहरी आवरण है। क्रस्ट वह सतह है जिस पर हम रह रहे हैं।
क्रस्ट 0-32 KM (0-19.8मील) है। अन्य परतों के संबंध में, क्रस्ट सबसे पतली और सबसे कम घनी परत है। यह नरम, सघन मेंटल पर तैरता है। क्रस्ट ठोस चट्टान से बना है लेकिन ये चट्टानें पूरी दुनिया में समान नहीं हैं।
क्रस्ट के दो प्रमुख प्रकार हैं:
महासागरीय क्रस्ट महासागरों के नीचे पाई जाने वाली एक पतली परत (लगभग 5 किमी) है। हालांकि यह अपेक्षाकृत पतली है, यह सबसे घनी प्रकार की परत है और बेसाल्ट नामक एक कायापलट चट्टान से बनी है।
महाद्वीपीय क्रस्ट महाद्वीपों को बनाती है और समुद्री क्रस्ट के शीर्ष पर टिकी हुई है। महासागरीय क्रस्ट की तुलना में महाद्वीपीय क्रस्ट मोटा (30 किमी) है। महाद्वीपीय क्रस्ट में ग्रेनाइट जैसी कम सघन चट्टानें होती हैं। भले ही महाद्वीपीय क्रस्ट कम घना है, यह समुद्री क्रस्ट की तुलना में बहुत मोटा है क्योंकि इसमें चट्टानें हैं जो महाद्वीपों को बनाती हैं।
चूँकि पृथ्वी अंदर से बहुत गर्म है, ऊष्मा की एक धारा कोर से क्रस्ट की ओर प्रवाहित होती है। इसे संवहन धारा कहते हैं। यह धारा ठंडी हो जाती है क्योंकि यह पृथ्वी की सतह के करीब आती है। क्रस्ट के तल के साथ यह संवहन धारा टेक्टोनिक प्लेटों की गति का कारण बनती है। प्लेटों की निरंतर गति को प्लेट टेक्टोनिक्स कहा जाता है। इन प्लेटों की गति बहुत धीमी होती है लेकिन जब ये आपस में टकराती हैं तो भूकंप का कारण बनती हैं। मेंटल से संवहन धाराओं का संयोजन और वातावरण के प्रभाव से क्रस्ट को सतह से नीचे तक लगभग 0-1598 °F बनाते हैं। क्रस्ट और वायुमंडल पृथ्वी की परतों में सबसे ठंडे हैं।
क्रस्ट प्रकृति में भंगुर है। पृथ्वी के आयतन का लगभग 1% और पृथ्वी के द्रव्यमान का 0.5% भूपर्पटी से बना है। क्रस्ट के प्रमुख घटक तत्व सिलिका (Si) और एल्युमिनियम (Al) और इस प्रकार, इसे अक्सर SIAL कहा जाता है।
हाइड्रोस्फीयर और क्रस्ट के बीच के विच्छेदन को कॉनराड डिसकंटीनिटी कहा जाता है।
क्रस्ट के नीचे और कोर के ऊपर की परत मेंटल है। यह लगभग 2900 किमी मोटा है। पृथ्वी के आयतन का लगभग 84% और पृथ्वी के द्रव्यमान का 67% मेंटल द्वारा कब्जा कर लिया गया है। मेंटल का औसत घनत्व 4.5g∕cm 3 है। गहराई के साथ घनत्व बढ़ता है क्योंकि दबाव बढ़ता है।
क्रस्ट और मेंटल के बीच के विच्छेदन को मोहोरोविच डिसकंटीनिटी या मोहो डिसकंटीनिटी कहा जाता है।
मेंटल में मुख्य रूप से सिलिकॉन और मैग्नीशियम से बनी ठोस चट्टानें होती हैं, और इसलिए इसे सिमा कहा जाता है। मेंटल में गहराई तक, चट्टानों में मैग्नीशियम और आयरन होता है। एक और कारण है कि मेंटल गहराई के साथ सघन होता जाता है, क्योंकि इस स्तर की चट्टानों में लोहा होता है और मेंटल की ऊपरी परतों की सामग्री की तुलना में लोहा सघन होता है।
पृथ्वी के मेंटल में अलग-अलग गहराई पर अलग-अलग तापमान होते हैं। मेंटल का तापमान गहराई के साथ बढ़ता है। यह 1598-3992°F के बीच है। उच्चतम तापमान वहां होता है जहां मेंटल सामग्री गर्मी पैदा करने वाले कोर के संपर्क में होती है। मेंटल बहुत अधिक ऊष्मा को बरकरार रखता है, जिसे संवहन कोशिकाओं नामक रिक्त स्थान में पूरे मेंटल में परिचालित किया जाता है। गर्मी की गति समुद्र तल और महाद्वीपों की प्लेटों को स्थानांतरित करने का कारण बन सकती है। लाखों वर्षों में, पृथ्वी की प्लेटें काफी आगे बढ़ सकती हैं। जब ये बदलाव जल्दी होते हैं, तो हम भूकंप का अनुभव करते हैं।
गहराई के साथ तापमान की इस स्थिर वृद्धि को भूतापीय प्रवणता के रूप में जाना जाता है। भूतापीय प्रवणता विभिन्न शैल व्यवहारों के लिए उत्तरदायी है। मेंटल को दो अलग-अलग क्षेत्रों में विभाजित करने के लिए विभिन्न रॉक व्यवहारों का उपयोग किया जाता है। ऊपरी मेंटल में चट्टानें ठंडी और भंगुर होती हैं, जबकि निचले मेंटल की चट्टानें गर्म और मुलायम होती हैं लेकिन पिघली नहीं होती हैं। ऊपरी मेंटल में चट्टानें इतनी भंगुर होती हैं कि तनाव में टूट सकती हैं और भूकंप पैदा कर सकती हैं। हालांकि, निचले मेंटल में चट्टानें नरम होती हैं और टूटने के बजाय बलों के अधीन होने पर प्रवाहित होती हैं।
मेंटल का सबसे ऊपरी ठोस भाग और संपूर्ण क्रस्ट लिथोस्फीयर का निर्माण करता है।
एस्थेनोस्फीयर (80-200 किमी के बीच) ऊपरी मेंटल का एक अत्यधिक चिपचिपा, यांत्रिक रूप से कमजोर और नमनीय, विकृत क्षेत्र है जो लिथोस्फीयर के ठीक नीचे स्थित है। एस्थेनोस्फीयर मैग्मा का मुख्य स्रोत है और यह वह परत है जिसके ऊपर लिथोस्फीयर प्लेट्स/कॉन्टिनेंटल प्लेट्स चलती हैं (प्लेट टेक्टोनिक्स)।
ऊपरी मेंटल और निचले मेंटल के बीच के विच्छेदन को रिपेटी डिसकंटीनिटी के रूप में जाना जाता है।
मेंटल का वह भाग जो स्थलमंडल और एस्थेनोस्फीयर के ठीक नीचे लेकिन कोर के ऊपर होता है, मेसोस्फीयर कहलाता है।
पृथ्वी का भीतरी भाग कोर है। पृथ्वी का यह भाग पृथ्वी की सतह से लगभग 2900 किमी नीचे है। गुटेनबर्ग की असंततता द्वारा कोर को मेंटल से अलग किया जाता है।
कोर मुख्य रूप से लोहे (Fe) और निकल (Ni) से बना है और इसलिए इसे NIFE भी कहा जाता है। कोर पृथ्वी के आयतन का लगभग 15% और पृथ्वी के द्रव्यमान का 32.5% है। यह पृथ्वी की सबसे घनी परत है जिसका घनत्व 9.5 से 14.5g∕cm 3 के बीच है।
पी-तरंगों और एस-तरंगों की गति को देखने के बाद, वैज्ञानिकों ने निष्कर्ष निकाला है कि पृथ्वी का केंद्र दो परतों में विभाजित है - बाहरी कोर और आंतरिक कोर।
बाहरी कोर एक तरल है क्योंकि तापमान लोहे और निकल धातुओं को पिघलाने के लिए पर्याप्त है। बाहरी कोर सतह से लगभग 2900 किमी नीचे शुरू होता है और लगभग 2300 किमी मोटा होता है। चूंकि पृथ्वी घूमती है, बाहरी कोर आंतरिक कोर के चारों ओर घूमती है और यही पृथ्वी के चुंबकत्व का कारण बनती है। चुंबकत्व का उपयोग नाविकों द्वारा हजारों और हजारों वर्षों से पृथ्वी पर अपना रास्ता खोजने के लिए किया जाता रहा है। चुंबकत्व पृथ्वी के वायुमंडल के बाहर के कणों को 60,000 किमी से अधिक अंतरिक्ष में भी प्रभावित करता है। बाहरी कोर लगभग 3992- 9032 °F है। बाहरी कोर का घनत्व 10 g/cm3 और 12.3 g∕cm 3 के बीच है।
आंतरिक कोर पृथ्वी की सतह से 5150 किलोमीटर (3200 मील) नीचे है। केंद्र तक पहुंचने के लिए अभी भी लगभग 1300 किलोमीटर (808 मील) और यात्रा करनी होगी। आंतरिक कोर में तापमान लगभग 5000 - 6000 डिग्री सेल्सियस (9032 - 10832 डिग्री फारेनहाइट) है। यह बाहरी कोर के समान सामग्री से बना है लेकिन उच्च दबाव के कारण, आंतरिक कोर ठोस है। यहां, ऊपरी चट्टानों के वजन से उत्पन्न जबरदस्त दबाव, परमाणुओं को एक साथ कसकर भीड़ने के लिए पर्याप्त मजबूत है और तरल अवस्था को रोकता है। यह उच्च दबाव और कोर पर घनी धातुएं इसका घनत्व 13g∕cm 3 बनाती हैं।
ऊपरी क्रोड और निचले क्रोड के बीच के असंततता को लेहमैन डिसकंटीनिटी कहा जाता है।
पृथ्वी भी भौतिक गुणों के आधार पर परतों में विभाजित है, जैसे कि परत ठोस है या तरल।
पांच भौतिक परतें हैं लिथोस्फीयर, एस्थेनोस्फीयर, मेसोस्फीयर, बाहरी कोर और आंतरिक कोर।
1. लिथोस्फीयर - पृथ्वी की सतह पर पाई जाने वाली ठोस चट्टान की सबसे बाहरी परत स्थलमंडल है। इसमें क्रस्ट और सॉलिड दोनों शामिल हैं, जो मेंटल का सबसे ऊपर का हिस्सा है। यह पृथ्वी की अन्य भौतिक परतों की तुलना में अपेक्षाकृत कम घना है। स्थलमंडल को विवर्तनिक प्लेट्स नामक टुकड़ों में विभाजित किया गया है।
2. अस्थिमंडल - स्थलमंडल के नीचे अस्थिमंडल पाया जाता है और यह ठोस चट्टान से बने कमजोर या नरम मेंटल की परत होती है जो बहुत धीमी गति से चलती है। यह स्थलमंडल के नीचे स्थित है। टेक्टोनिक प्लेट्स एस्थेनोस्फीयर के ऊपर चलती हैं।
3. मेसोस्फीयर - मेंटल के मजबूत, निचले हिस्से को मेसोस्फीयर कहा जाता है। मेसोस्फीयर में चट्टान एस्थेनोस्फीयर में चट्टान की तुलना में अधिक धीमी गति से बहती है। मेसोस्फीयर एस्थेनोस्फीयर की तुलना में बहुत सघन है।
4. बाहरी कोर - बाहरी कोर पृथ्वी के कोर की तरल परत है। बाहरी कोर मेंटल के नीचे होता है और आंतरिक कोर को घेरता है।
5. आंतरिक कोर - आंतरिक कोर हमारे ग्रह का ठोस, घना केंद्र है। आंतरिक कोर बाहरी कोर के नीचे से पृथ्वी के केंद्र तक फैला हुआ है।
लिथोस्फीयर और एस्थेनोस्फीयर क्रस्ट और मेंटल के समान नहीं हैं। क्रस्ट और मेंटल पृथ्वी की संरचनागत परतें हैं। स्थलमंडल और अस्थिमंडल भौतिक परतें हैं। लिथोस्फीयर में क्रस्ट और मेंटल का ठोस, सबसे बाहरी भाग शामिल है। क्रस्ट लिथोस्फीयर की तुलना में पतला है और इसमें रॉक सामग्री है जो सिलिका में समृद्ध है और पृथ्वी की अन्य परतों में रॉक सामग्री की तुलना में बहुत कम घनी है। एस्थेनोस्फीयर ठोस लिथोस्फीयर और मेसोस्फीयर के बीच एक अर्ध-ठोस परत है।
एस्थेनोस्फीयर एक तरल नहीं है। एस्थेनोस्फीयर बनाने वाली रॉक सामग्री नमनीय है, जिसका अर्थ है कि इसे धीरे-धीरे बढ़ाया जा सकता है। पृथ्वी के आंतरिक भाग की तीव्र गर्मी के कारण एस्थेनोस्फीयर नमनीय है। जैसे-जैसे एस्थेनोस्फीयर के निचले हिस्से में रॉक सामग्री गर्म होती है, यह धीरे-धीरे ऊपर उठती है। जैसे ही यह ऊपर उठता है, यह ठंडा होने लगता है और फिर से डूबने लगता है। इस प्रकार, एस्थेनोस्फीयर में रॉक सामग्री विशाल संवहन कोशिकाओं में घूमती है। ये संवहन कोशिकाएं टेक्टोनिक प्लेट की गति का कारण बनती हैं। एस्थेनोस्फीयर पर आराम करने वाली लिथोस्फेरिक प्लेट्स को साथ ले जाया जाता है क्योंकि एस्थेनोस्फीयर धीरे-धीरे बहता है। लिथोस्फेरिक प्लेटों की गति भूकंप और ज्वालामुखी का कारण बनती है।
