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प्राथमिक और माध्यमिक विद्यालय पृथ्वी और अंतरिक्ष विज्ञान · 1–9 年级

18प्लेट विवर्तनिकी: चलती हुई पहेली

दुनिया का एक मानचित्र मेज़ पर फैलाओ और अटलांटिक महासागर के दोनों किनारों को देखो। ब्राज़ील का बड़ा उभार ऐसा लगता है मानो अफ़्रीका के पश्चिमी तट के खोखले हिस्से में सरकने के लिए ही बना हो, जैसे किसी ने ज़मीन के एक ही टुकड़े को दो हिस्सों में काटकर उन्हें एक-दूसरे से दूर धकेल दिया हो। दोनों तटों के अच्छे मानचित्र छापने वाले पहले लोगों ने यह तुरंत देख लिया। तीन सदियों तक यह एक कौतूहल ही बना रहा। बीसवीं सदी में यह उस सिद्धांत का आरंभ-बिंदु बना जो आज समझाता है कि जापान में ज़मीन क्यों काँपती है, एंडीज़ इतने ऊँचे क्यों हैं, आइसलैंड धीरे-धीरे चौड़ा क्यों हो रहा है — और मेज़ पर रखा मानचित्र एक चलती हुई दुनिया की बस एक तस्वीर क्यों है।

अफ़्रीका के बगल में दक्षिण अमेरिका: एक पहेली में यह मेल एक खेल है; असली पृथ्वी पर यह एक सुराग है।

पहले से ज्ञात

पृथ्वी की तीन मुख्य परतें हैं: एक पतली, चट्टानी भूपर्पटी, गरम चट्टान का एक मोटा प्रावार, और धातु का एक क्रोड; गहराई के साथ तापमान बढ़ता है (अध्याय 16)। ग्लोब पर किसी जगह की स्थिति उसके अक्षांश और देशांतर से बताई जाती है (अध्याय 14)।

18.1 महाद्वीप जो कभी आपस में जुड़े थे

परिभाषा 18.1 (महाद्वीपीय विस्थापन)

महाद्वीपीय विस्थापन यह विचार है कि महाद्वीप पृथ्वी की सतह पर धीरे-धीरे चलते हैं, जिससे उनकी स्थितियाँ, और उनके बीच के महासागरों के आकार, युगों के दौरान बदलते रहे हैं।

परिभाषा 18.2 (महामहाद्वीप)

महामहाद्वीप ज़मीन का एक अकेला विशाल भूखंड है जो सभी, या लगभग सभी, महाद्वीपों के आपस में जुड़ने से बना हो। आख़िरी महामहाद्वीप, पैंजिया (यूनानी में “सारी ज़मीनें”), लगभग 225 से 200 मिलियन वर्ष पहले के बीच टूटना शुरू हुआ।

जिस वैज्ञानिक ने महाद्वीपीय विस्थापन का बचाव एक असली सिद्धांत के रूप में, प्रमाणों के साथ, किया, वे अल्फ़्रेड वेगनर थे। उन्होंने चार तरह के सुराग जुटाए।

तटों के आकार। दक्षिण अमेरिका और अफ़्रीका एक जिगसॉ पहेली के दो टुकड़ों की तरह आपस में बैठ जाते हैं, और कई दूसरी तटरेखाएँ भी।
जीवाश्म। एक ही जीवाश्म जानवर और पौधे उन महाद्वीपों पर मिलते हैं जिन्हें आज हज़ारों किलोमीटर महासागर अलग करता है। मीसोसॉरस मीठे पानी में रहने वाला एक छोटा सरीसृप था: वह तैरकर महासागर पार नहीं कर सकता था, फिर भी उसके जीवाश्म ब्राज़ील और दक्षिणी अफ़्रीका दोनों में मिलते हैं।
चट्टानें। एक ही तरह और एक ही उम्र की चट्टानें, और एक ही आकार की पुरानी पर्वत-श्रेणियाँ, एक तट पर रुकती हैं और सामने वाले तट पर फिर शुरू होती हैं, जैसे फटे हुए अख़बार पर छपी पंक्तियाँ।
प्राचीन जलवायु। कोयला, जो गरम, दलदली जंगलों के पौधों से बनता है, अंटार्कटिका में मिलता है; प्राचीन हिमनदों के छोड़े निशान अफ़्रीका के उन हिस्सों में मिलते हैं जो आज गरम और शुष्क हैं। ये ज़मीनें कभी दूसरी जलवायु में, दूसरे अक्षांशों पर रही होंगी।

दक्षिणी महाद्वीप फिर से जोड़े गए। हर रंगीन पट्टी उन जगहों को जोड़ती है जहाँ आज एक जीवाश्म जाति मिलती है: ज़मीन पर रहने वाले सरीसृप साइनोग्नैथस और लिस्ट्रोसॉरस, मीठे पानी का सरीसृप मीसोसॉरस और फ़र्न ग्लोसॉप्टेरिस। अलग होने पर महाद्वीप पट्टियों को बिखेर देते हैं; जुड़ने पर पट्टियाँ बिना टूटे आगे चलती हैं। मानचित्र: अमेरिकी भूवैज्ञानिक सर्वेक्षण, दिस डायनैमिक अर्थ (सार्वजनिक डोमेन)। — दक्षिणी महाद्वीप फिर से जोड़े गए। हर रंगीन पट्टी उन जगहों को जोड़ती है जहाँ आज एक जीवाश्म जाति मिलती है: ज़मीन पर रहने वाले सरीसृप *साइनोग्नैथस* और *लिस्ट्रोसॉरस*, मीठे पानी का सरीसृप *मीसोसॉरस* और फ़र्न *ग्लोसॉप्टेरिस*। अलग होने पर महाद्वीप पट्टियों को बिखेर देते हैं; जुड़ने पर पट्टियाँ बिना टूटे आगे चलती हैं। मानचित्र: अमेरिकी भूवैज्ञानिक सर्वेक्षण, *दिस डायनैमिक अर्थ* (सार्वजनिक डोमेन)।

इतिहास — वेगनर का विचार, 1912–1930

32 साल के जर्मन मौसम वैज्ञानिक अल्फ़्रेड वेगनर ने 1912 में दो लेखों में महाद्वीपीय विस्थापन का सिद्धांत रखा। ज़्यादातर भूवैज्ञानिकों ने उसे ठुकरा दिया। सबसे बड़ी आपत्ति यह थी कि वेगनर यह नहीं बता सकते थे कि महाद्वीपों को क्या चलाता है: उनका मानना था कि महाद्वीप समुद्र की तली की चट्टान को चीरते हुए आगे बढ़ते हैं, और भौतिकविद हैरल्ड जेफ़्रीज़ ने दिखाया कि ठोस महाद्वीप टूटे बिना ऐसा नहीं कर सकते। वेगनर प्रमाण जुटाते रहे, जब तक 1930 में एक अभियान के दौरान ग्रीनलैंड की हिम-चादर पर उनकी मृत्यु नहीं हो गई। जिस जवाब की उन्हें कमी थी, वह 1950 के दशक के बाद खोजी गई महासागरों की तली से आया: उसकी कहानी बाद के एक वर्ष में सुनाई जाएगी।

18.2 प्लेटें

वेगनर के सुराग सही थे, पर उनके महाद्वीप ग़लत टुकड़े थे। केवल महाद्वीप ही नहीं चलते: पृथ्वी का पूरा बाहरी कवच, महाद्वीपों के नीचे और महासागरों के नीचे एक जैसा, टुकड़ों में टूटा हुआ है।

परिभाषा 18.3 (विवर्तनिक प्लेट)

विवर्तनिक प्लेट (या केवल प्लेट) चट्टान की एक बड़ी, कठोर पट्टिका है जो पृथ्वी के बाहरी कवच का हिस्सा है। प्लेट भूपर्पटी से और प्रावार के सबसे ऊपरी, ठंडे और कठोर हिस्से से बनी होती है, जो मिलकर औसतन कम से कम 80 किलोमीटर मोटे होते हैं; वह अपने नीचे के ज़्यादा गरम और नरम प्रावार के ऊपर धीरे-धीरे चलती है।

परिभाषा 18.4 (प्लेट विवर्तनिकी)

प्लेट विवर्तनिकी वह सिद्धांत है कि पृथ्वी का बाहरी कवच प्लेटों में बँटा है जो एक-दूसरे के सापेक्ष चलती हैं, और कि ज़्यादातर भूकंप, ज्वालामुखी और पर्वत-श्रेणियाँ वहाँ बनते हैं जहाँ प्लेटें मिलती हैं।

टिप्पणी 18.5 (कितनी प्लेटें?)

लगभग एक दर्जन प्लेटें बड़ी हैं; उनसे कहीं ज़्यादा छोटी हैं। भूवैज्ञानिकों का इस्तेमाल किया एक विस्तृत मानचित्र उनमें से 52 गिनता है। एक प्लेट पर कोई महाद्वीप, कोई महासागर, या दोनों हो सकते हैं: दक्षिण अमेरिकी प्लेट पूरे दक्षिण अमेरिका और दक्षिण अटलांटिक महासागर के पश्चिमी आधे हिस्से को उठाए हुए है। सबसे बड़ी, प्रशांत प्लेट पर लगभग कोई ज़मीन है ही नहीं।

मुख्य विवर्तनिक प्लेटें। लाल: एक-दूसरे से दूर जाती प्लेटें; त्रिकोणों वाली नीली: एक प्लेट दूसरी के नीचे धँसती है (त्रिकोण उस प्लेट पर हैं जो ऊपर रहती है); धूसर: पर्वतों के एक चौड़े क्षेत्र में एक-दूसरे को धकेलती प्लेटें; गहरी लाल: एक-दूसरे के बगल से सरकती प्लेटें। सीमाएँ बर्ड (2003) के अनुसार; तटरेखाएँ नैचुरल अर्थ से।

हम कैसे जानते हैं कि एक प्लेट कहाँ ख़त्म होती है और अगली कहाँ शुरू होती है? देखो कि पृथ्वी कहाँ बेचैन है।

प्रतिज्ञप्ति 18.6 (भूकंप और ज्वालामुखी प्लेट सीमाओं को रेखांकित करते हैं)

भूकंप और ज्वालामुखी पृथ्वी पर यूँ ही बिखरे नहीं हैं: उनमें से ज़्यादातर सँकरी पट्टियों के साथ-साथ हैं, और ये पट्टियाँ प्लेटों के किनारे हैं। 1976 और 2025 के बीच दर्ज परिमाण 6 या उससे ज़्यादा के 7 031 भूकंपों में से 6 472 — यानी 92 % — किसी प्लेट सीमा से $300\,\mathrm{km}$ से कम दूरी पर आए।

बड़े भूकंप और हाल के ज्वालामुखी। ऊपर के प्लेटों वाले मानचित्र से तुलना करो: बिंदु और त्रिकोण प्लेट सीमाओं को बनाते हैं। आँकड़े: अमेरिकी भूवैज्ञानिक सर्वेक्षण की भूकंप-सूची; स्मिथसोनियन ग्लोबल वोल्कैनिज़्म प्रोग्राम।

18.3 प्लेट सीमाओं के तीन प्रकार

परिभाषा 18.7 (प्लेट सीमा)

प्लेट सीमा वह रेखा, या सँकरा क्षेत्र, है जहाँ दो प्लेटें मिलती हैं। दोनों प्लेटें एक-दूसरे के सापेक्ष कैसे चलती हैं, इसके अनुसार सीमा तीन में से एक प्रकार की होती है:

अपसारी सीमा पर दोनों प्लेटें एक-दूसरे से दूर जाती हैं;
अभिसारी सीमा पर दोनों प्लेटें एक-दूसरे की ओर आती हैं;
रूपांतर सीमा पर दोनों प्लेटें अगल-बगल, एक-दूसरे के पास से सरकती हैं।

उदाहरण 18.8 (अपसारी सीमाएँ: आइसलैंड और पूर्वी अफ़्रीका)

अटलांटिक महासागर के बीचोंबीच समुद्र के नीचे के पर्वतों की एक श्रृंखला चलती है, मध्य-अटलांटिक कटक, जहाँ दोनों ओर की प्लेटें एक-दूसरे से दूर जाती हैं। प्रावार से गरम चट्टान इस खाली जगह में ऊपर उठती है, आंशिक रूप से पिघलती है, और समुद्र की नई तली बन जाती है: अपसारी सीमा नई प्लेट बनाती है। आइसलैंड इस कटक का एक टुकड़ा है जो समुद्र से ऊपर उठा हुआ है: वहाँ उत्तर अमेरिका पश्चिम की ओर और यूरेशिया पूर्व की ओर चलता है, और द्वीप धीरे-धीरे फटकर खुल रहा है। 1975 और 1984 के बीच, द्वीप के उत्तर में क्रैफ़्ला ज्वालामुखी के पास की दरारें कुल मिलाकर लगभग 7 मीटर चौड़ी हो गईं। अपसारी सीमा किसी महाद्वीप को भी काट सकती है: पूर्वी अफ़्रीकी दरार घाटी के साथ-साथ अफ़्रीका फटना शुरू हो रहा है, और लाल सागर एक नया महासागर है जिसने अरब को अफ़्रीका से पहले ही अलग कर दिया है।

उदाहरण 18.9 (अभिसारी सीमाएँ: एंडीज़ और हिमालय)

दक्षिण अमेरिका के पश्चिमी तट के पास, नाज़्का प्लेट, जिस पर महासागर है, दक्षिण अमेरिकी प्लेट की ओर बढ़ती है, जिस पर एक महाद्वीप है। ज़्यादा भारी महासागरीय प्लेट मुड़कर महाद्वीप के नीचे, प्रावार में गहरे तक धँस जाती है। जिस रेखा के साथ वह नीचे जाती है, वहाँ समुद्र की तली एक गहरी खाई में उतर जाती है; धँसती प्लेट के ऊपर ज़मीन भूकंपों से काँपती है और उस पर ज्वालामुखियों की कतार है: एंडीज़। पश्चिमी प्रशांत में, जहाँ एक महासागरीय प्लेट दूसरी के नीचे धँसती है, खाइयाँ पृथ्वी की सबसे गहरी जगहें हैं: मारियाना खाई लगभग $11\,000\,\mathrm{m}$ गहरी है। जब दो महाद्वीप मिलते हैं, तो कोई नहीं धँसता: भूपर्पटी सिकुड़कर मुड़ती है और मोटी हो जाती है। भारत लगभग 50 मिलियन वर्ष पहले एशिया से टकराया, और दोनों प्लेटें अब भी धकेल रही हैं; इसी तरह हिमालय और तिब्बत का पठार ऊपर उठे।

उदाहरण 18.10 (एक रूपांतर सीमा: सैन एंड्रियास भ्रंश)

कैलिफ़ोर्निया में प्रशांत प्लेट लगभग $1300\,\mathrm{km}$ लंबे सैन एंड्रियास भ्रंश के साथ-साथ उत्तर अमेरिकी प्लेट के पास से उत्तर-पश्चिम की ओर सरकती है। वहाँ कोई प्लेट न बनती है न नष्ट होती है; दोनों प्लेटें एक-दूसरे से रगड़ती हुई गुज़रती हैं, और उस रगड़ के झटके ही भूकंप हैं।

ऊपर: दो प्लेट सीमाओं से होकर एक काट (पैमाने पर नहीं; गहराइयाँ बहुत बढ़ाकर दिखाई गई हैं)। कटक पर प्लेटें एक-दूसरे से दूर जाती हैं और प्रावार से गरम चट्टान ऊपर उठती है; खाई पर महासागरीय प्लेट महाद्वीप के नीचे धँसती है, और उसके ऊपर पिघलने वाली चट्टान ज्वालामुखियों तक पहुँचती है। नीचे: ऊपर से देखी गई एक रूपांतर सीमा।

कैलिफ़ोर्निया के कैरिज़ो मैदान को पार करता सैन एंड्रियास भ्रंश, हवाई जहाज़ से: लंबी सीधी घाटी प्रशांत प्लेट (बाएँ) और उत्तर अमेरिकी प्लेट (दाएँ) के बीच की सीमा है। फ़ोटो: रॉबर्ट वॉलेस, अमेरिकी भूवैज्ञानिक सर्वेक्षण (सार्वजनिक डोमेन)।

विधि 18.11 (मानचित्र पर प्लेट सीमा पहचानना)

यह तय करने के लिए कि दो प्लेटों को किस प्रकार की सीमा अलग करती है:

प्लेटों की गति के मानचित्र पर सीमा के दोनों ओर के तीर ढूँढो;
अगर वे सीमा से दूर इशारा करते हैं, तो वह अपसारी है; अगर उसकी ओर, तो अभिसारी; अगर वे उसके समांतर हैं और विपरीत दिशाओं में इशारा करते हैं, तो रूपांतर;
भूदृश्य से जाँचो: किसी महासागर के बीच में कटक या किसी महाद्वीप के आर-पार दरार घाटी अपसारी सीमा के साथ होती है; ज्वालामुखियों की कतार वाली गहरी खाई, या एक ऊँची पर्वत-श्रेणी, अभिसारी सीमा के साथ; इनमें से कुछ भी नहीं, केवल एक लंबा सीधा भ्रंश, रूपांतर सीमा के साथ।

18.4 प्लेटें कितनी तेज़ चलती हैं?

प्रतिज्ञप्ति 18.12 (साल में कुछ सेंटीमीटर)

दो पड़ोसी प्लेटें एक-दूसरे के सापेक्ष साल में कुछ सेंटीमीटर की चाल से चलती हैं: उत्तर अटलांटिक के आर-पार लगभग 2 सेंटीमीटर प्रति वर्ष से लेकर, पृथ्वी पर सबसे तेज़ी से फैलने वाले कटक, पूर्वी प्रशांत उभार के आर-पार 14 सेंटीमीटर प्रति वर्ष से ज़्यादा तक।

छह सीमाओं पर प्लेटें कितनी तेज़ चलती हैं: हर सीमा के साथ औसत, जो बर्ड के प्लेट मॉडल (2003) से निकाले गए हैं।

विधि 18.13 (सेंटीमीटर प्रति वर्ष से किलोमीटर प्रति मिलियन वर्ष तक)

एक किलोमीटर $100\,000$ सेंटीमीटर है। $1\,\mathrm{cm}$ प्रति वर्ष की चाल अगर एक मिलियन वर्ष तक बनी रहे, तो वह $1\,000\,000$ सेंटीमीटर, यानी $10\,\mathrm{km}$ , तय करती है। इसलिए:

1\ \text{सेमी प्रति वर्ष} = 10\ \text{किमी प्रति मिलियन वर्ष}.

सेंटीमीटर प्रति वर्ष वाली चाल को 10 से गुणा करो तो किलोमीटर प्रति मिलियन वर्ष मिलते हैं; फिर मिलियन वर्षों की किसी संख्या से गुणा करो तो किलोमीटर में दूरी मिलती है, या किसी दूरी को चाल से भाग दो तो समय मिलता है।

उदाहरण 18.14 (अटलांटिक बढ़ता है)

औसतन, मध्य-अटलांटिक कटक के दोनों किनारे लगभग $2.5\,\mathrm{cm}$ प्रति वर्ष, यानी $25\,\mathrm{km}$ प्रति मिलियन वर्ष, की चाल से एक-दूसरे से दूर जाते हैं। 100 मिलियन वर्षों में इससे $2500\,\mathrm{km}$ हो जाते हैं: काफ़ी समय तक बनी रहे, तो एक जीवनकाल में पता न चलने जितनी धीमी चाल भी एक महासागर खोल देती है।

टिप्पणी 18.15 (आज गति को मापना)

ऐसी धीमी गतियाँ अब सीधे मापी जाती हैं। आधार-चट्टान में गड़े स्थायी स्टेशन स्थिति बताने वाले उपग्रहों के संकेत पाते हैं और दिन-ब-दिन, कुछ मिलीमीटर तक, अपनी स्थिति निकालते हैं। कुछ वर्षों में अलग-अलग प्लेटों पर लगे स्टेशन एक-दूसरे से दूर जाते या पास आते दिखते हैं, उन्हीं चालों से जो चट्टानों से मिलियनों वर्षों के आधार पर निकाली गई हैं। उपग्रह से स्थिति निकालना अपने-आप में अध्याय 32 का विषय है।

स्थिति बताने वाला एक स्थायी स्टेशन: उसका एंटीना चट्टान में बोल्ट से कसा है, इसलिए वह प्लेट के साथ चलता है।

18.5 अभ्यास

अभ्यास 18.1 ★

महाद्वीपीय विस्थापन क्या है? उसका बचाव करने के लिए वेगनर ने जिन चार तरह के सुरागों का उपयोग किया, उन्हें बताओ।

हल

हल — अभ्यास 18.1.

महाद्वीपीय विस्थापन यह विचार है कि महाद्वीप पृथ्वी की सतह पर धीरे-धीरे चलते हैं, जिससे युगों के दौरान उनकी स्थितियाँ बदलती रही हैं। वेगनर के सुराग: तटरेखाओं का मेल (दक्षिण अमेरिका और अफ़्रीका); आज महासागरों से अलग महाद्वीपों पर एक ही जीवाश्म; किसी महासागर के दोनों ओर एक ही चट्टानें और पुरानी पर्वत-श्रेणियाँ; बेमेल जगहों पर प्राचीन जलवायु के निशान (अंटार्कटिका में कोयला, गरम, शुष्क अफ़्रीका में हिमनदों के निक्षेप)।

अभ्यास 18.2 ★

प्लेट सीमा के तीन प्रकारों के नाम बताओ और हर एक के लिए बताओ कि दोनों प्लेटें एक-दूसरे के सापेक्ष कैसे चलती हैं।

हल

हल — अभ्यास 18.2.

अपसारी: प्लेटें एक-दूसरे से दूर जाती हैं। अभिसारी: वे एक-दूसरे की ओर आती हैं। रूपांतर: वे अगल-बगल, एक-दूसरे के पास से सरकती हैं।

अभ्यास 18.3 ★

भूकंपों और ज्वालामुखियों का मानचित्र देखो। दुनिया के ऐसे दो क्षेत्रों के नाम बताओ जहाँ बहुत-से बड़े भूकंप आते हैं, और एक ऐसे महाद्वीप का जिसके बीच के हिस्से में लगभग कोई भूकंप नहीं आता।

हल

हल — अभ्यास 18.3.

उदाहरण के लिए, प्रशांत महासागर के चारों ओर (जापान, इंडोनेशिया, एंडीज़), और भूमध्य सागर से हिमालय तक जाने वाली पट्टी। अफ़्रीका या ऑस्ट्रेलिया के बीच में लगभग कोई बड़ा भूकंप नहीं (रॉकी पर्वतों के पूर्व में उत्तर अमेरिका के, या ब्राज़ील के बीच में भी नहीं)।

अभ्यास 18.4 ★

मीसोसॉरस, मीठे पानी में रहने वाले एक छोटे सरीसृप, के जीवाश्म ब्राज़ील और दक्षिणी अफ़्रीका में मिलते हैं। यह इस बात का सुराग क्यों है कि दोनों महाद्वीप कभी जुड़े थे?

हल

हल — अभ्यास 18.4.

मीठे पानी का कोई जानवर खारे महासागर के हज़ारों किलोमीटर पार नहीं कर सकता था। उसका दोनों ओर मिलना यह बताता है कि जब मीसोसॉरस रहता था, तब ये दोनों जगहें ज़मीन से, एक ही महाद्वीप में, जुड़ी थीं।

अभ्यास 18.5 ★★

अंटार्कटिका में कोयला मिलता है। इससे उस जलवायु के बारे में क्या पता चलता है जिसमें कोयला बना, और उस समय अंटार्कटिका कहाँ था, इसके बारे में हम क्या निष्कर्ष निकाल सकते हैं?

हल

हल — अभ्यास 18.5.

कोयला गरम, नम, दलदली जंगलों के पौधों से बनता है: जलवायु गरम और आर्द्र थी। ऐसे जंगल आज दक्षिणी ध्रुव के पास नहीं उग सकते, इसलिए अंटार्कटिका कभी भूमध्य रेखा के कहीं ज़्यादा पास रहा होगा: वह खिसका है।

अभ्यास 18.6 ★★

बताओ कि इनमें से हर जगह पर किस प्रकार की सीमा है: मध्य-अटलांटिक कटक; एंडीज़; सैन एंड्रियास भ्रंश; हिमालय; पूर्वी अफ़्रीकी दरार घाटी।

हल

हल — अभ्यास 18.6.

मध्य-अटलांटिक कटक: अपसारी। एंडीज़: अभिसारी (एक महासागरीय प्लेट एक महाद्वीप के नीचे धँसती है)। सैन एंड्रियास भ्रंश: रूपांतर। हिमालय: अभिसारी (दो महाद्वीप टकराते हैं)। पूर्वी अफ़्रीकी दरार घाटी: अपसारी (एक महाद्वीप फट रहा है)।

अभ्यास 18.7 ★★

$2.5\,\mathrm{cm}$ प्रति वर्ष की चाल को किलोमीटर प्रति मिलियन वर्ष में बदलो। इस चाल से, सीमा के दोनों ओर के दो बिंदु 60 मिलियन वर्षों में एक-दूसरे से कितनी दूर हो जाएँगे?

हल

हल — अभ्यास 18.7.

$2.5 \times 10 = 25$ किलोमीटर प्रति मिलियन वर्ष; 60 मिलियन वर्षों में: $25 \times 60 = 1500\,\mathrm{km}$ ।

अभ्यास 18.8 ★★

1975 और 1984 के बीच — नौ वर्षों में — आइसलैंड में क्रैफ़्ला ज्वालामुखी के पास की दरारें कुल मिलाकर लगभग $7\,\mathrm{m}$ चौड़ी हो गईं। हर वर्ष औसतन कितने सेंटीमीटर चौड़ाई बढ़ी? इसकी तुलना मध्य-अटलांटिक कटक की औसत चाल, लगभग $2.5\,\mathrm{cm}$ प्रति वर्ष, से करो, और सुझाओ कि ये दो संख्याएँ इतनी अलग क्यों हैं।

हल

हल — अभ्यास 18.8.

$7\,\mathrm{m} = 700\,\mathrm{cm}$ , और $700 \div 9 \approx 78$ : लगभग $78\,\mathrm{cm}$ प्रति वर्ष, जो $2.5\,\mathrm{cm}$ प्रति वर्ष के औसत का लगभग 30 गुना है। सतह पर प्लेटें एकसार ढंग से अलग नहीं सरकतीं: खिंचाव वर्षों तक जमा होता रहता है और छोटे-छोटे झटकों में निकलता है, जब दरारें एक ही बार में कई मीटर खुल जाती हैं। लंबे समय में शांत वर्षों और झटकों का औसत कुछ सेंटीमीटर प्रति वर्ष निकलता है।

अभ्यास 18.9 ★★

वेगनर का सिद्धांत दशकों तक ठुकराया जाता रहा। वे किस प्रश्न का जवाब नहीं दे सके? चलते महाद्वीपों की उनकी तस्वीर में प्लेट विवर्तनिकी का सिद्धांत क्या बदलता है?

हल

हल — अभ्यास 18.9.

वे यह नहीं बता सके कि कौन-सा बल महाद्वीपों को चलाता है, और उन्होंने जिस गति की कल्पना की थी (महाद्वीप समुद्र की तली को चीरते हुए आगे बढ़ते हैं) वह असंभव थी। प्लेट विवर्तनिकी में महाद्वीप किसी चीज़ को चीरकर आगे नहीं बढ़ते: उन्हें, उनके चारों ओर की समुद्री तली के साथ, प्लेटें ढोती हैं, जो पृथ्वी के बाहरी कवच के पूरे टुकड़ों की तरह चलती हैं।

अभ्यास 18.10 ★★

दो प्लेट सीमाओं से होकर जाने वाली काट को देखो। समुद्र की तली सबसे ऊँची कहाँ है, और सबसे गहरी कहाँ? नई प्लेट कहाँ बन रही है, और कोई प्लेट वापस प्रावार में कहाँ जाती है?

हल

हल — अभ्यास 18.10.

सबसे ऊँची कटक पर, सबसे गहरी खाई पर। नई प्लेट कटक पर बनती है, जहाँ प्रावार से गरम चट्टान ऊपर उठती है; महासागरीय प्लेट खाई पर वापस प्रावार में जाती है, जहाँ वह महाद्वीप के नीचे धँसती है।

अभ्यास 18.11 ★★★

पूर्वी प्रशांत उभार के आर-पार प्लेटें लगभग $14.2\,\mathrm{cm}$ प्रति वर्ष की चाल से, और उत्तर अटलांटिक कटक के आर-पार लगभग $2.2\,\mathrm{cm}$ प्रति वर्ष की चाल से एक-दूसरे से दूर जाती हैं। पूर्वी प्रशांत उभार कितने गुना तेज़ है (निकटतम पूर्ण संख्या तक)? हर कटक को $1000\,\mathrm{km}$ नई समुद्री तली खोलने में कितना समय लगता है?

हल

हल — अभ्यास 18.11.

$14.2 \div 2.2 \approx 6.45$ : लगभग 6 गुना तेज़। किलोमीटर प्रति मिलियन वर्ष में चालें 142 और 22 हैं। $1000\,\mathrm{km}$ के लिए समय: पूर्वी प्रशांत उभार के लिए $1000 \div 142 \approx 7$ मिलियन वर्ष; उत्तर अटलांटिक कटक के लिए $1000 \div 22 \approx 45$ मिलियन वर्ष।

अभ्यास 18.12 ★★★

1976 से 2025 तक दर्ज परिमाण 6 या उससे ज़्यादा के 7 031 भूकंपों में से 4 578 मानचित्र पर बनी प्लेट सीमा की रेखा से $100\,\mathrm{km}$ से कम दूरी पर आए, 6 472 $300\,\mathrm{km}$ से कम और 6 786 $500\,\mathrm{km}$ से कम दूरी पर। (क) रेखा से $100\,\mathrm{km}$ और $300\,\mathrm{km}$ के बीच कितने आए? (ख) निकटतम पूर्ण संख्या तक निकालो: इन सभी भूकंपों का कितना प्रतिशत रेखा से $100\,\mathrm{km}$ से कम दूरी पर आया? (ग) रेखा से $100\,\mathrm{km}$ और $300\,\mathrm{km}$ के बीच वाले बहुत-से भूकंप किसी गहरी महासागरीय खाई के एक ही ओर हैं। अभिसारी सीमा पर जो होता है उसका उपयोग करके समझाओ कि प्लेट सीमा से पैदा होने वाला भूकंप मानचित्र पर बनी रेखा से इतनी दूर कैसे आ सकता है।

हल

हल — अभ्यास 18.12.

(क) $6472 - 4578 = 1894$ भूकंप। (ख) $4578 \div 7031 \approx 0.651$ , यानी 65 %। (ग) मानचित्र पर बनी रेखा खाई को दिखाती है, जहाँ महासागरीय प्लेट धँसना शुरू करती है। प्लेट सीधी नीचे नहीं जाती: वह दूसरी प्लेट के नीचे तिरछी धँसती है, और उसके नीचे जितनी आगे जाती है, उतनी गहरी होती जाती है। भूकंप पूरी धँसती प्लेट के साथ-साथ आते हैं, इसलिए उनमें से बहुत-से ऊपर वाली प्लेट के नीचे, खाई के एक ही ओर, रेखा से दसियों या सैकड़ों किलोमीटर दूर होते हैं। प्लेट सीमा एक क्षेत्र है, कोई पतली रेखा नहीं।

18.6 समस्या: दक्षिण अटलांटिक का खुलना

समस्या 18.1

सप्ताहांत समस्या — मानचित्र पर एक महासागर को मापना और यह पता करना कि उसे खुलने में कितना समय लगा

दक्षिण अटलांटिक के एक मानचित्र पर एक विद्यार्थी $23{}^{\circ}$ दक्षिण अक्षांश वाली अक्षांश रेखा पर उँगली चलाता है। यह रेखा रियो डी जनेरो के पास, $43.2{}^{\circ}$ पश्चिम देशांतर पर, दक्षिण अमेरिका के तट से निकलती है, महासागर और मध्य-अटलांटिक कटक को पार करती है, और वॉल्विस बे के पास, $14.4{}^{\circ}$ पूर्व देशांतर पर, अफ़्रीका के तट तक पहुँचती है। इस अक्षांश रेखा पर देशांतर का एक अंश $102\,\mathrm{km}$ का होता है। कटक के आर-पार, इस अक्षांश पर, दक्षिण अमेरिकी और अफ़्रीकी प्लेटें $3.4\,\mathrm{cm}$ प्रति वर्ष की चाल से एक-दूसरे से दूर जाती हैं।

भाग I — मेल के सुराग।

इस अध्याय के जीवाश्म मानचित्र पर उन जीवाश्मों के नाम बताओ जिनकी पट्टियाँ दक्षिण अमेरिका से अफ़्रीका में जाती हैं।
मीसोसॉरस के जीवाश्मों को एक ऐसे जानवर से क्यों नहीं समझाया जा सकता जो एक महाद्वीप से दूसरे तक तैरकर गया हो?
दक्षिण अमेरिका का कौन-सा हिस्सा अफ़्रीका के किस हिस्से में बैठता है?
आज दक्षिण अटलांटिक के बीचोंबीच किस प्रकार की प्लेट सीमा चलती है? वहाँ दोनों प्लेटें कैसे चलती हैं?

भाग II — महासागर को मापना।

$23{}^{\circ}$ दक्षिण वाली अक्षांश रेखा के साथ दोनों तटों के बीच देशांतर के कितने अंश हैं?
इस अक्षांश रेखा के साथ महासागर की चौड़ाई किलोमीटर में कितनी है? निकटतम दस किलोमीटर तक पूर्णांकित करो।
भूमध्य रेखा पर देशांतर का एक अंश $111\,\mathrm{km}$ का होता है। तो वह केवल $102\,\mathrm{km}$ क्यों है, $23{}^{\circ}$ दक्षिण पर?
कटक मोटे तौर पर महासागर के बीचोंबीच चलता है। हर तट कटक से लगभग कितनी दूर है?

भाग III — महासागर की उम्र।

जिस चाल से दोनों प्लेटें एक-दूसरे से दूर जाती हैं, उसे किलोमीटर प्रति मिलियन वर्ष में बदलो।
अगर महासागर हमेशा इसी चाल से खुला होता, तो उसे अपनी आज की चौड़ाई तक पहुँचने में कितने मिलियन वर्ष लगते? निकटतम दस मिलियन वर्ष तक पूर्णांकित करो।
भूवैज्ञानिक पैंजिया के टूटने का समय लगभग 225 से 200 मिलियन वर्ष पहले के बीच बताते हैं, और कहते हैं कि अटलांटिक पिछले 100 से 200 मिलियन वर्षों में बढ़ा है। क्या तुम्हारा जवाब इससे मेल खाता है?
एक कारण बताओ कि दक्षिण अटलांटिक की असली उम्र तुम्हारी निकाली गई उम्र से अलग क्यों हो सकती है।

हल

हल — समस्या 18.1.

1. मीसोसॉरस, साइनोग्नैथस और ग्लोसॉप्टेरिस (लिस्ट्रोसॉरस की पट्टी अफ़्रीका, भारत और अंटार्कटिका को जोड़ती है)।

2. वह मीठे पानी में रहता था: वह हज़ारों किलोमीटर चौड़ा खारा महासागर पार नहीं कर सकता था।

3. उत्तर-पूर्वी ब्राज़ील का उभार अफ़्रीका के पश्चिमी तट पर गिनी की खाड़ी के खोखले हिस्से में बैठता है।

4. एक अपसारी सीमा, मध्य-अटलांटिक कटक: दक्षिण अमेरिकी प्लेट पश्चिम की ओर और अफ़्रीकी प्लेट पूर्व की ओर, एक-दूसरे से दूर, चलती हैं।

5. दोनों तट प्रमुख याम्योत्तर के विपरीत ओर हैं: $43.2 + 14.4 = 57.6{}^{\circ}$ ।

6. $57.6 \times 102 = 5875.2$ : लगभग $5880\,\mathrm{km}$ ।

7. भूमध्य रेखा से किसी ध्रुव की ओर जाने पर याम्योत्तर एक-दूसरे के पास आते जाते हैं। $23{}^{\circ}$ दक्षिण वाली अक्षांश रेखा भूमध्य रेखा से छोटा वृत्त है, इसलिए उसके 360 अंशों में से हर एक छोटा होता है।

8. लगभग आधी चौड़ाई: $5880 \div 2 = 2940\,\mathrm{km}$ ।

9. $3.4 \times 10 = 34$ किलोमीटर प्रति मिलियन वर्ष।

10. $5880 \div 34 \approx 173$ : लगभग 170 मिलियन वर्ष।

11. हाँ: 170 मिलियन वर्ष 100 और 200 मिलियन वर्षों के बीच है, और पैंजिया के टूटने की शुरुआत, 225 से 200 मिलियन वर्ष पहले, के बाद आता है। मानचित्र पर एक सीधा-सा हिसाब सही कोटि का जवाब देता है।

12. उदाहरण के लिए: चाल हर समय एक जैसी नहीं रही; टूटने से पहले महाद्वीप खिंचे और पतले हुए, इसलिए आज के तट ठीक वह रेखा नहीं हैं जिसके साथ वे टूटकर अलग हुए।

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