അന്തർഭൗമഘടന

ഭൂമിയുടെ ആന്തരികഘടനയെ അന്തർഭൗമഘടന എന്നു പറയുന്നു. നേരിട്ടുള്ള നിരീക്ഷണം സാധ്യമല്ലെങ്കിൽപോലും, ഭൌതികമായ മാർഗങ്ങളിലൂടെ ഭൂമിയുടെ ഉള്ളറയിലെ വസ്തുസ്ഥിതികളുടെ സാമാന്യരൂപം മനസ്സിലാക്കാൻ കഴിഞ്ഞിട്ടുണ്ട്. അന്തർഭൌമഘടനയെ സംബന്ധിച്ച വിവരങ്ങൾ നല്കുന്നതു പ്രധാനമായി രണ്ടു പ്രതിഭാസങ്ങളാണ്; ഭൂകമ്പതരംഗങ്ങളും ഭൂമിയുടെ കാന്തികസ്വഭാവവും. ഇവ മനുഷ്യനിയന്ത്രണത്തിന് അതീതങ്ങളാണ്. ഹൈഡ്രജൻ ബോംബ് വിസ്ഫോടനങ്ങളുടെ ഫലമായുണ്ടാകുന്ന കമ്പനത്തിന്റെ അലകൾ വളരെ ദൂരം സഞ്ചരിക്കുന്നതിനാൽ അവ ഭൂകമ്പതരംഗങ്ങളെപ്പോലെ തന്നെ സഹായകങ്ങളാണ്. എന്നാൽ ദൂരവ്യാപകദോഷങ്ങളുള്ളതിനാൽ ഈ വഴിക്കുള്ള പരീക്ഷണങ്ങൾ ആശാസ്യമല്ല. അന്തർഭൌമഘടന മനസ്സിലാക്കുവാൻ ഭൂകമ്പതരംഗങ്ങളെയാണ് ആശ്രയിച്ചിട്ടുള്ളത്.
ഭൂമിയുടെ ആന്തരിക ഘടന: 
ഭൂവല്കം 
മൊഹോറോവിസിക് വിച്ഛിന്നത 
മാന്റിൽ 
ഗുട്ടെൻസ്ബർഗ് വിച്ഛിന്നത 
കാമ്പ്

അന്താരാഷ്ട്ര ഭൂകമ്പ വിജ്ഞാനീയ സമിതി സ്ഥാപിതമായശേഷം (1903) ഭൂകമ്പങ്ങളെ സംബന്ധിച്ച പഠനം വളരെയധികം പുരോഗമിച്ചു. ഭൂമിയുടെ ഉള്ളറയെ സംബന്ധിച്ച വിവരങ്ങളും ഇതോടൊത്തു സംഗ്രഹിക്കപ്പെട്ടു. ജെഫ്രി, ബിനോഗുട്ടൻബർഗ്, കെ.ഇ. ബുള്ളെൻ എന്നിവരാണ് അന്തർഭൌമഘടനയെ സംബന്ധിച്ച വിശദപഠനങ്ങൾ നടത്തിയത്.

ഭൂകമ്പതരംഗങ്ങൾ
ഭൂകമ്പതരംഗങ്ങൾ പല തരത്തിലുണ്ടെങ്കിലും അവയിൽ രണ്ടിനമാണ് അന്തർഭൌമഘടനയെ സംബന്ധിച്ച പഠനങ്ങളിൽ സഹായകം. ഒരേ മാധ്യമത്തിൽപോലും വ്യത്യസ്ത പ്രവേഗ (velocity)http://physics.info/velocity/ ങ്ങളിൽ സഞ്ചരിക്കുന്ന ഇവയെ പ്രാഥമിക തരംഗങ്ങൾ (P. തരംഗങ്ങൾ) എന്നും ദ്വിതീയ തരംഗങ്ങൾ (S. തരംഗങ്ങൾ) എന്നും വിളിക്കുന്നു. പ്രാഥമിക തരംഗങ്ങളുടെ വേഗം കൂടുതലാണ്; കമ്പനം സഞ്ചരണദിശയിലേക്കുതന്നെ ആയിരിക്കും. ഉദ്ഗമകേന്ദ്രത്തിൽ നിന്നും വളരെ അകലെ സ്ഥിതിചെയ്യുന്ന ഭൂകമ്പലേഖികൾ (Seismograms) ഇവയെയാണ് ആദ്യം രേഖപ്പെടുത്തുക. സഞ്ചാരദിശയ്ക്കു ലംബമായി കമ്പനം ചെയ്യപ്പെടുന്നതുനിമിത്തം താരതമ്യേന കുറഞ്ഞ വേഗത്തിൽ സഞ്ചരിക്കുന്ന ദ്വിതീയതരംഗങ്ങൾ രണ്ടാമതായി രേഖപ്പെടുത്തപ്പെടും. ഈ തരംഗങ്ങളുടെ പ്രവേഗങ്ങൾ അവയെ പരാഗമനം (transmissionhttp://earthquake.usgs.gov/hazards/about/waves.php) ചെയ്യുന്ന വസ്തുവിന്റെ ഘനത്വം, ഇലാസ്തികത എന്നിവയ്ക്കനുസരിച്ചു മാറിക്കൊണ്ടിരിക്കും. വിച്ഛിന്നതലങ്ങളിൽ ഇവയ്ക്കു പ്രതിപതനമോ അപവർത്തനമോ സംഭവിക്കുന്നു. ഒരേ ആഘാതത്തിൽനിന്നും ഉടലെടുക്കുന്ന പ്രാഥമിക-ദ്വിതീയ തരംഗങ്ങളെ വിവിധ സ്റ്റേഷനുകളിലുള്ള ഭൂകമ്പമാപിനികൾ രേഖപ്പെടുത്താനെടുക്കുന്ന സമയക്രമത്തെ അടിസ്ഥാനപ്പെടുത്തി സഞ്ചാരസമയപ്പട്ടികകൾ (Travel Time-Tables) നിർമ്മിക്കപ്പെടുന്നു. ഇവയുടെ പഠനത്തിലൂടെ തരംഗങ്ങളുടെ പ്രവേഗത്തെ ആഴത്തിന്റെ ഫലനമായി (functions) കണക്കാക്കാവുന്നതാണ്. ഈവിധമുള്ള പഠനങ്ങളിലൂടെ ഭൂമിക്കുള്ളിൽ പല ആഴങ്ങളിൽ വ്യത്യസ്ത ഇലാസ്തിക സ്വഭാവമുള്ള വസ്തുക്കളാണ് ഉള്ളതെന്ന് അറിവായിട്ടുണ്ട്. അന്തർഭൌമഘടനയിലെ ഭിന്നാത്മകസ്വഭാവം ഇങ്ങനെ വ്യക്തമായി.

വിഭിന്നസ്വഭാവമുള്ള മേഖലകൾ വിച്ഛിന്നതകളാൽ വിഘടിക്കപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. ഭൂപ്രതലം മുതൽ താഴെ മൊഹോറോവിസിക് വിച്ഛിന്നത (Mohorovicic discontinuity)http://geology.com/articles/mohorovicic-discontinuity.shtml വരെയുള്ള ഭാഗമാണ് ഭൂവല്കം (crust) എന്നറിയപ്പെടുന്നത്. ഭൂമിയുടെ പുറന്തോടാണിത്. മൊഹോറോവിസിക്വിച്ഛിന്നതതൊട്ട് അഗാധതലത്തിലുള്ള ഗുട്ടെൻസ്ബർഗ് വിച്ഛിന്നതവരെയുള്ള ഭാഗത്തിന് മാന്റിൽ (mantle) എന്നും അതിനുതാഴെ ഭൂകേന്ദ്രത്തോളമുള്ള ഭാഗത്തിന് കാമ്പ് (core)http://geology.com/nsta/earth-internal-structure.shtml എന്നും പറയുന്നു. മാന്റിലിനു താഴോട്ടു ദ്വിതീയതരംഗങ്ങൾ കടക്കുന്നില്ല. അതിനാൽ കാമ്പിന്റെ പുറംഭാഗമെങ്കിലും ദൃഢതയില്ലാതെ ദ്രാവകരൂപത്തിൽ വർത്തിക്കുന്ന ഒരു വസ്തുവായിരിക്കണമെന്ന് അനുമാനിക്കപ്പെടുന്നു.

മൊഹോറോവിസിക് വിച്ഛിന്നത ഭൂഗർഭപരിതഃസ്ഥിതികൾക്കനുസൃതമായി പല ആഴങ്ങളിലായാണ് കണ്ടുവരുന്നത്. സമുദ്രതലങ്ങളിൽനിന്നും 10-13 കി.മീ. ഉള്ളിലായും വൻകര പ്രദേശങ്ങളിൽ ശ.ശ. 35 കി.മീ. താഴെയായുമാണ് ഈ വിച്ഛിന്നമേഖല; പർവതഭാഗങ്ങളിൽ 60 കി.മീ.റ്ററോളം ആഴത്തിൽ കാണുന്നു. മാന്റിലിനുള്ളിൽ തന്നെ 410-ഉം, 1,000-ഉം കി.മീ. ആഴത്തിലായി താരതമ്യേന അസ്പഷ്ടമായ രണ്ടു വിച്ഛിന്നതകളുള്ളതായി ബുള്ളെൻ നിഗമിച്ചിരിക്കുന്നു.

ഭൂമിക്കുള്ളിലെ ഘനത്വം

ഭൂമിയുടെ ഗുരുത്വബലം, വ്യാപ്തം എന്നിവയിൽനിന്നും മനസ്സിലാകുന്നത് ഭൌമപദാർഥങ്ങളെ മൊത്തം കണക്കാക്കിയാൽ അവയുടെ ആപേക്ഷികഘനത്വം ശ.ശ. 5.52 ആകണമെന്നാണ്. ഭൂവല്കത്തിലെ ശിലാപദാർഥങ്ങളെ സംബന്ധിച്ചിടത്തോളം ഇത് 2.7 ആണ്. ഇതിൽനിന്നും ഉള്ളിലോട്ടുള്ള പദാർഥങ്ങൾക്ക് കൂടിയ ഘനത്വമാണുള്ളതെന്ന് അനുമാനിക്കപ്പെടുന്നു. ഘനത്വവർധനത്തിനു മുഖ്യമായും രണ്ടു കാരണങ്ങളുണ്ടാകാം. സമ്മർദഫലമായി അടിയിലേക്കു ചെല്ലുന്തോറും പദാർഥങ്ങൾ ഞെങ്ങിഞെരുങ്ങി ഘനം കൂടിയവയായിത്തീരാം; അല്ലെങ്കിൽ രാസഘടനയിലുള്ള വ്യത്യാസം മൂലം അധികം ഘനത്വമുള്ള പദാർഥങ്ങളാണുള്ളതെന്നും വരാം.

ഭൂകമ്പതരംഗങ്ങളുടെ പ്രവേഗം അവ കടന്നുപോകുന്ന വസ്തുക്കളുടെ ഘനത്വത്തെകൂടി ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു എന്നതിനെ അടിസ്ഥാനമാക്കി ഭൂകമ്പദത്ത(Seismic data)ങ്ങളിൽhttp://www.dcnr.state.pa.us/info/carbon/seismicfaq2.pdf നിന്നും ഘനത്വവിതരണം നിർണയിക്കപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്.

ഭൂഗർഭ താപനില
ഖനികളിലും ബോർഹോളുകളിലും (bore holes) നേരിട്ടു നടത്തിയിട്ടുള്ള നിരീക്ഷണങ്ങളിൽനിന്നും ആഴത്തിനനുസരിച്ച് ചൂടു വർധിക്കുന്നതായി തെളിഞ്ഞിട്ടുണ്ട്; താപവർധനത്തിന്റെ തോത് സ്ഥിരമല്ല. ഭൂവല്കത്തിൽ ധാരാളമുള്ള റേഡിയോ ആക്ടീവ് ധാതുക്കളുടെ വികലനം മൂലം ഉത്പാദിതമാകുന്ന താപം ഉപരിതലത്തിലേക്ക് വിനിമയം ചെയ്യപ്പെടുന്നു. വസ്തുസ്ഥിതികളുടെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ 30 കി.മീ. ലേറെ താഴ്ചയിൽനിന്നും ഈ രീതിയിൽ താപം പ്രസരിക്കുന്നില്ല എന്ന് അനുമാനിക്കപ്പെടുന്നു. അതിന്റെ അർഥം മാന്റിലിൽനിന്നും പുറത്തേക്കുള്ള താപപ്രസരണം നന്നേ കുറവാണെന്നതാണ്. ഭൂകമ്പതരംഗങ്ങൾ എളുപ്പം കടന്നുപോകുന്നതിനാൽ മാന്റിൽ ഖരരൂപത്തിലാണെന്ന് വ്യക്തമാകുന്നു. ഈ മേഖലയിൽ വിവിധ തലങ്ങളിലുള്ള താപനില ഘടകപദാർഥങ്ങളുടെ ദ്രവണാങ്കത്തിന് താഴെയായിരിക്കണം.

ഭൂഗർഭത്തിലെ താപവിതരണത്തെ വെറൂഗൻ എന്ന ശാസ്ത്രജ്ഞൻ സൂക്ഷ്മമായി വിശകലനം ചെയ്തിട്ടുണ്ട്. താപനിലയെയും ആഴത്തെയും ബന്ധപ്പെടുത്തിക്കൊണ്ടുള്ള സമതാപവക്രങ്ങൾ അദ്ദേഹം രേഖപ്പെടുത്തി. ഏകക ആഴത്തിൽ സംഭവിക്കുന്ന താപവ്യത്യാസത്തെ അന്തർഭൌമതാപമാനം (Geothermal gradient) എന്നു പറയുന്നു. ഈ താപമാനം മാന്റിലിനെ സംബന്ധിച്ചിടത്തോളം നന്നേ കുറവായിരിക്കും; വെറൂഗന്റെ അഭിപ്രായത്തിൽ ഇത് കി.മീ. ന് 0.06ബ്ബഇ ആണ്. അങ്ങനെയാവുമ്പോൾ കാമ്പുമായുള്ള അതിർത്തിയിൽ താപനില 2,7000C ന് അടുപ്പിച്ചായിരിക്കണം.

മർദം വ്യത്യാസപ്പെടുമ്പോൾ ശിലകളുടെ ദ്രവണാങ്കത്തിലുണ്ടാകുന്ന ഏറ്റക്കുറച്ചിലിനെ സംബന്ധിച്ച് വ്യക്തമായ രൂപമില്ല; പ്രത്യേകിച്ച് സിലിക്കേറ്റ് ശിലകളുടെ കാര്യത്തിൽ. ഒലിവിനെ (olivine)http://www.galleries.com/minerals/silicate/olivine/olivine.htm സംബന്ധിച്ചിടത്തോളം 1,000 അന്തരീക്ഷ മർദത്തിൽ 50C എന്ന തോതായിരിക്കുമെന്ന് സൂചനയുണ്ട്. മാന്റിലിൽ ഒലിവിന്റെ ബാഹുല്യമുണ്ട്.

ഭൂമാതൃകകൾ

മേല്പറഞ്ഞ തരത്തിലുള്ള പഠനങ്ങളുടെയും നിരീക്ഷണങ്ങളുടെയും അടിസ്ഥാനത്തിൽ വിവിധ ശാസ്ത്രജ്ഞന്മാർ വെവ്വേറേ ഭൂമാതൃകകൾ വിഭാവനം ചെയ്തിട്ടുണ്ട്. ഗോൾഡ്സ്മിത്ത്, വാഷിങ്ടൺ ബഡിങ്ടൺ, ബുള്ളെൻ എന്നിവരുടെ മാതൃകകളാണ് താരതമ്യേന യുക്തിസഹങ്ങളായുള്ളത്. ഇവയിലെല്ലാംതന്നെ ഭൂവല്കം, മാന്റിൽ, കാമ്പ് എന്നീ മൂന്നു ഭാഗങ്ങൾ വ്യക്തമായും കാണിച്ചിട്ടുണ്ട്. ഉദ്ദേശം 2,900 കി.മീ. ആഴത്തിൽ കാമ്പിന്റെ മുകൾഭാഗത്തായി ഒരു വിച്ഛിന്നമേഖലയുണ്ടെന്നതും പൊതുവേ അംഗീകരിക്കപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്. ഭൂവല്കത്തിന്റെ സ്തരങ്ങളെയും പ്രകൃതിയെയും സംബന്ധിച്ച് അഭിപ്രായ വ്യത്യാസങ്ങളുണ്ട്; മാന്റിലിന്റെ കാര്യത്തിലും അതുപോലെതന്നെ. ഗോൾഡ്സ്മിത്തിന്റെ അഭിപ്രായത്തിൽ ഭൂവല്കത്തിനു താഴെയായി എക്ലൊഗൈറ്റ് ശിലകളുടെ ഒരു സ്തരമുണ്ട്; അതിനും താഴെ സൾഫൈഡ്-ഓക്സൈഡ് ശിലകളുടെ ഒരു പടലവും. ഈ ശിലകൾക്കു ലോഹനിഷ്കർഷണത്തോടനുബന്ധിച്ചുണ്ടാകുന്ന സൾഫൈഡ് മാറ്റ് (sulphide-matte),http://www.springerlink.com/content/j2ul015823222m53/ സിലിക്കേറ്റ് സ്ളാഗ് (silicate slag)http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1151-2916.2000.tb01291.x/abstract എന്നിവയോടു സാദൃശ്യമുണ്ട്. മാന്റിൽ ഉല്ക്കകളോടു സാമ്യമുള്ള വസ്തുക്കളെക്കൊണ്ടു നിർമ്മിക്കപ്പെട്ടവയാണെന്ന ഒരു വാദവും നിലവിലുണ്ട്.   

അവലംബം

പുറംകണ്ണികൾ
 Images for structure of the earth
http://scign.jpl.nasa.gov/learn/plate1.htm
http://mediatheek.thinkquest.nl/~ll125/en/struct.htm 
http://www.physicalgeography.net/fundamentals/10h.html
http://www.moorlandschool.co.uk/earth/earths_structure.htm 
http://www.visionlearning.com/library/module_viewer.php?mid=69 
http://www.learner.org/interactives/dynamicearth/structure.html