हमारी पृथ्वी के अंदर (Inside Our Earth)

1. पृथ्वी की संकेंद्री आंतरिक संरचना

जिस प्रकार एक प्याज के छिलकों के भीतर एक के बाद एक कई संकेंद्री परतें होती हैं, ठीक उसी प्रकार हमारी पृथ्वी भी तीन प्रमुख संकेंद्री परतों (Concentric Layers) में विभाजित है: भूपर्पटी (Crust), मैंटल (Mantle) और क्रोड (Core)। मानव समाज इस गतिशील ग्रह की सबसे ऊपरी ठोस सतह पर निवास करता है, जिसके बाहरी और आंतरिक भागों में लगातार प्राकृतिक परिवर्तन होते रहते हैं।

पृथ्वी की सबसे ऊपरी तथा सबसे पतली परत को पर्पटी (भूपर्पटी) कहते हैं। इसकी मोटाई महाद्वीपों और महासागरों के नीचे अत्यंत भिन्न है:

• महाद्वीपीय संहति (Continental Crust): महाद्वीपों के नीचे भूपर्पटी की औसत मोटाई लगभग 35 किलोमीटर तक है। यह ऊंचे पर्वतों, पठारों और मैदानी भागों के नीचे विस्तृत है।
• महासागरीय धरातल (Oceanic Crust): महासागरों के अगाध जल के नीचे की पर्पटी अत्यधिक पतली है, जिसकी औसत मोटाई केवल 5 किलोमीटर है।

2. ग्रहीय आयतन अनुपात एवं पृथ्वी की विमाएं

आयतन और आकार की दृष्टि से पृथ्वी की तीनों परतों में भारी विषमता पाई जाती है:

• भूपर्पटी: संपूर्ण पृथ्वी के कुल आयतन का मात्र 1 प्रतिशत भाग ही पर्पटी है, जो ग्रह के ऊपर एक पतली त्वचा के समान है।
• मैंटल: पृथ्वी के आयतन का विशाल 84 प्रतिशत भाग मैंटल के रूप में है, जो ग्रह का अधिकांश द्रव्यमान बनाता है।
• क्रोड: शेष 15 प्रतिशत भाग केंद्रीय क्रोड के रूप में है।
• पृथ्वी की त्रिज्या: भूमध्यरेखीय सतह से पृथ्वी के केंद्र तक की कुल त्रिज्या 6,371 किलोमीटर है।

3. मानव अन्वेषण की सीमाएं और विश्व की गहरी खदानें

मानव आज तक पृथ्वी के आंतरिक भाग के केवल एक अत्यंत छोटे अंश तक ही पहुंच पाया है। विश्व की सबसे गहरी सोने की खदान दक्षिण अफ्रीका में स्थित है, जिसकी गहराई लगभग 4 किलोमीटर है। खनिज तेल की खोज में इंजीनियरों ने 6 किलोमीटर तक गहरे गड्ढे खोदे हैं। किंतु पृथ्वी के केंद्र (6,371 किमी गहराई) तक पहुंचना भौतिक रूप से पूर्णतः असंभव है, क्योंकि इसके लिए महासागर की तली पर 6,000 किलोमीटर से अधिक गहरा गड्ढा खोदना पड़ेगा जहाँ अत्यधिक ताप और असहनीय दबाव में कोई भी यंत्र काम नहीं कर सकता।

1. सियाल (SIAL): महाद्वीपीय पर्पटी का संघटन

पृथ्वी की महाद्वीपीय पर्पटी मुख्य रूप से दो प्रमुख खनिजों के रासायनिक यौगिकों से बनी है: सिलिका ($SiO_2$) और एल्युमिना ($Al_2O_3$)। इन दोनों खनिजों के आरंभिक अक्षरों को जोड़कर भूवैज्ञानिक इसे सियाल (SIAL) कहते हैं (Si = सिलिका, Al = एल्युमिना)।

सियाल परत का औसत घनत्व अपेक्षाकृत कम, लगभग 2.7 ग्राम प्रति घन सेंटीमीटर होता है। यह परत महाद्वीपों, पठारों और पर्वतों की जड़ों का निर्माण करती है तथा नीचे स्थित भारी और सघन चट्टानों पर तैरती प्रतीत होती है।

2. सिमा (SIMA): महासागरीय नितल की संरचना

महासागरों की तली की पर्पटी मुख्यतः सिलिका और मैग्नीशियम से बनी होती है। इसलिए इसे संक्षेप में सिमा (SIMA) कहा जाता है (Si = सिलिका, Ma = मैग्नीशियम)।

सिमा परत सियाल की तुलना में अधिक भारी और सघन होती है, जिसका औसत घनत्व लगभग 3.0 ग्राम प्रति घन सेंटीमीटर है। यह परत मुख्यतः गहरे रंग की, बारीक कणों वाली बहिर्भेदी आग्नेय शैल 'बेसाल्ट' से बनी है। यह संपूर्ण पृथ्वी पर एक निरंतर आवरण बनाती है जो महाद्वीपीय सियाल खंडों के नीचे भी फैली हुई है।

3. मैंटल और दुर्बलता मंडल (एस्थेनोस्फीयर)

भूपर्पटी के ठीक नीचे स्थित विशाल परत को मैंटल कहते हैं, जो 2,900 किलोमीटर की गहराई तक फैला हुआ है। पर्पटी और मैंटल के बीच की सीमा को मोहोरार्विकिक असांतत्य (Moho) कहते हैं। मैंटल का ऊपरी भाग दुर्बलता मंडल (Asthenosphere) कहलाता है, जो अत्यधिक ताप के कारण अर्द्ध-पिघली, लचीली अवस्था में रहता है। इसी दुर्बलता मंडल में संवहन धाराएं उत्पन्न होती हैं जो ज्वालामुखी के मैग्मा का स्रोत बनती हैं और महाद्वीपीय प्लेटों को गति प्रदान करती हैं।

4. निफे (NIFE): पृथ्वी का सघन धात्विक क्रोड

पृथ्वी की सबसे आंतरिक परत को क्रोड कहते हैं, जिसकी त्रिज्या लगभग 3,500 किलोमीटर है। क्रोड को दो भागों में बांटा जाता है: बाह्य तरल क्रोड और आंतरिक ठोस क्रोड।

क्रोड मुख्य रूप से भारी धात्विक तत्वों—निकेल और लोहे (फेरस)—से बना है। इसलिए इसे वैज्ञानिक रूप से निफे (NIFE) कहा जाता है (Ni = निकेल, Fe = फेरस)। क्रोड के केंद्र में तापमान 5,000°C से 6,000°C तक तथा दबाव लाखों वायुमंडल के बराबर होता है। इस अकल्पनीय दबाव के कारण आंतरिक क्रोड लोहा-निकेल का ठोस गोला बना रहता है, जो पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र (Geomagnetic Field) का निर्माण करता है।

1. शैल की परिभाषा और शैल परिवार

पृथ्वी की पर्पटी अनेक प्रकार के पत्थरों और चट्टानों से बनी है। भूविज्ञान में, शैल (Rock) खनिज पदार्थों के किसी भी प्राकृतिक पिंड या ठोस समुच्चय को कहते हैं जो पृथ्वी की पर्पटी का निर्माण करता है। शैलें विभिन्न रंगों, आकारों, कठोरता और गठन (टेक्सचर) वाली हो सकती हैं।

अपनी उत्पत्ति और निर्माण की प्रक्रिया के आधार पर शैलों को मुख्य रूप से तीन बड़े परिवारों में वर्गीकृत किया जाता है:

1. आग्नेय शैल (Igneous Rocks)
2. अवसादी शैल (Sedimentary Rocks)
3. कायांतरित / रूपांतरित शैल (Metamorphic Rocks)

2. आग्नेय शैल: प्राथमिक शैल का आधार

आग्नेय शब्द लैटिन भाषा के शब्द 'इग्निस' (Ignis) से बना है, जिसका अर्थ होता है—"अग्नि" (Fire)। जब पृथ्वी के गर्भ का अत्यधिक तप्त, पिघला हुआ पदार्थ—धरातल के नीचे मैग्मा और धरातल के ऊपर लावा—ठंडा होकर ठोस बन जाता है, तो इस प्रकार बनी शैल को आग्नेय शैल कहते हैं।

आग्नेय शैलों को प्राथमिक शैल (Primary Rocks) कहा जाता है, क्योंकि पृथ्वी के निर्माण के समय सबसे पहले इन्हीं शैलों का निर्माण हुआ था। धरातल पर पाई जाने वाली अन्य सभी प्रकार की शैलें (अवसादी और कायांतरित) प्रत्यक्ष अथवा परोक्ष रूप से इन्हीं प्राथमिक आग्नेय शैलों के टूटने, घिसने या रूप बदलने से बनी हैं।

3. अंतर्भेदी बनाम बहिर्भेदी आग्नेय शैलें

मैग्मा के ठंडा होने के स्थान और शीतलन की दर के आधार पर आग्नेय शैलें दो प्रकार की होती हैं:

• अंतर्भेदी आग्नेय शैल (Intrusive Igneous Rocks): जब पिघला हुआ मैग्मा भूपर्पटी के अंदर गहराई में ही धीरे-धीरे ठंडा होकर ठोस हो जाता है, तो उसे अंतर्भेदी आग्नेय शैल कहते हैं। गहराई में धीरे-धीरे ठंडा होने के कारण इसमें खनिजों के बड़े-बड़े रवे (क्रिस्टल) बनते हैं। इसका प्रमुख उदाहरण ग्रेनाइट (Granite) है। अपनी कठोरता और दानेदार संरचना के कारण ग्रेनाइट का उपयोग भवनों की नींव, खंभों और मसालों व अनाजों को पीसने वाले सिलबट्टे बनाने में किया जाता है।
• बहिर्भेदी आग्नेय शैल (Extrusive Igneous Rocks): जब आग की तरह लाल द्रवित लावा ज्वालामुखी से निकलकर पृथ्वी की बाहरी सतह पर आता है, तो वह वायु के संपर्क में आकर तेजी से ठंडा होकर ठोस बन जाता है। बहुत तेजी से ठंडा होने के कारण इसकी संरचना बहुत बारीक दानों (क्रिस्टलों) वाली होती है। इसका सबसे प्रमुख उदाहरण बेसाल्ट (Basalt) है। भारत का विशाल दक्कन का पठार बेसाल्ट शैलों के ही लावा प्रवाह से बना है।

1. अवसादी शैलों का निर्माण

अवसादी शब्द की उत्पत्ति लैटिन भाषा के 'सेडिमेंटम' (Sedimentum) से हुई है, जिसका अर्थ है—"स्थिर होना" या "नीचे बैठना" (To settle down)। पृथ्वी की सतह पर स्थित शैलें धूप, वर्षा, पाले और वायु के प्रभाव से टूटती-फूटती हैं, लुढ़कती हैं और परस्पर टकराकर छोटे-छोटे बारीक टुकड़ों में विभाजित हो जाती हैं। इन छोटे कणों को अवसाद (Sediments) कहा जाता है।

ये ढीले अवसाद हवा, बहते जल, नदियों और हिमनदों द्वारा बहाकर एक स्थान से दूसरे स्थान पर ले जाए जाते हैं और झीलों, समुद्रों तथा नदी घाटियों के निचले भागों में परतों के रूप में जमा होते रहते हैं। लाखों वर्षों में अवसादों की ये परतें अपने ही भारी दबाव और खनिजों के रासायनिक संसंजन से दबकर कठोर हो जाती हैं और अवसादी शैल (Sedimentary Rocks) में बदल जाती हैं। इस संपूर्ण प्रक्रिया को शिलीभवन (Lithification) कहते हैं।

2. स्तरित संरचना और बलुआ पत्थर

अवसादी शैलों की सबसे प्रमुख विशेषता यह है कि ये स्पष्ट क्षैतिज परतों या स्तरों में पाई जाती हैं, इसलिए इन्हें परतदार शैल भी कहा जाता है। इसका सर्वप्रमुख उदाहरण बलुआ पत्थर (Sandstone) है, जो रेत (बालू) के बारीक दानों के दबने और जमने से बनता है। बलुआ पत्थर लाल, पीला और बादामी रंगों में पाया जाता है। हमारे देश के ऐतिहासिक स्मारक—जैसे दिल्ली का प्रसिद्ध लाल किला और आगरा का किला—मजबूत लाल बलुआ पत्थर से ही निर्मित हैं।

3. जीवाश्म (Fossils): पृथ्वी का ऐतिहासिक अभिलेख

अवसादी शैलों की सबसे अनूठी और वैज्ञानिक रूप से महत्वपूर्ण विशेषता यह है कि केवल इन्हीं शैलों में जीवाश्म (Fossils) पाए जाते हैं। शैल की परतों में दबे मृत पेड़-पौधों, कीड़े-मकोड़ों, जलीय जीवों और प्राचीन जानवरों के कठोर अवशेषों या छापों को जीवाश्म कहते हैं।

लाखों वर्ष पूर्व जब दलदलों और समुद्रों में जीव मरकर तलछट में दब गए, तो उन पर ऊपर से नई परतों का दबाव पड़ता गया। अत्यधिक दबाव और ऑक्सीजन की कमी में यही सड़े-गले जीवाश्म आज हमारे प्रमुख ऊर्जा स्रोत—कोयला, कच्चा पेट्रोलियम और प्राकृतिक गैस—बन गए हैं। आग्नेय और कायांतरित शैलों में अत्यधिक ताप के कारण जीवाश्म कभी जीवित नहीं रह सकते।

1. कायांतरण की संकल्पना और प्रक्रिया

कायांतरित (रूपांतरित) शब्द ग्रीक भाषा के 'मेटामॉरफोस' (Metamorphose) से बना है, जिसका शाब्दिक अर्थ होता है—"रूप में परिवर्तन" (Change of form)। कायांतरित शैलें कोई नई स्वतंत्र शैलें नहीं हैं, बल्कि यह पूर्व-विद्यमान आग्नेय और अवसादी शैलों का ही रूपांतरित रूप हैं।

जब आग्नेय और अवसादी शैलें पृथ्वी के गर्भ में अत्यधिक ताप और अत्यधिक दाब के प्रभाव में आती हैं, तो उनके भौतिक गुण, क्रिस्टल संरचना और रासायनिक रूप पूरी तरह बदल जाते हैं। इस प्रक्रिया में शैलें बिना पूरी तरह पिघले ठोस अवस्था में ही पुनः क्रिस्टलीकृत हो जाती हैं, जिसे कायांतरित शैल (Metamorphic Rocks) कहते हैं। यदि शैल पूरी तरह पिघल जाएगी, तो वह मैग्मा बनकर आग्नेय शैल बनाएगी, कायांतरित नहीं।

2. कायांतरण के मुख्य कारक: ताप और दाब

कायांतरण की प्रक्रिया दो मुख्य शक्तियों से संचालित होती है:

• तापीय कायांतरण (Thermal Metamorphism): जब भूगर्भ का खौलता हुआ मैग्मा आसपास की ठंडी चट्टानों के संपर्क में आता है, तो उसकी भीषण आंच से निकटवर्ती चट्टानों के खनिज पककर बदल जाते हैं।
• गतिक कायांतरण (Dynamic Metamorphism): पर्वतों के निर्माण (वलन) के समय जब विवर्तनिक प्लेटें आपस में टकराती हैं, तो चट्टानों पर भयानक दबाव पड़ता है, जिससे खनिजों की दिशा एक समानांतर परत (पत्रण / Foliation) में व्यवस्थित हो जाती है।

3. प्रमुख शैलों का कायांतरण रूपांतरण

उच्च ताप और दाब के प्रभाव से सामान्य शैलें अत्यंत सुंदर, मूल्यवान और टिकाऊ कायांतरित शैलों में बदल जाती हैं:

• चिकनी मिट्टी (क्ले) से स्लेट: अवसादी क्ले और शेल अत्यधिक दबाव के कारण स्लेट (Slate) में बदल जाती है। स्लेट पतली-पतली परतों में आसानी से कट जाती है, जिसका उपयोग विद्यालयों में लिखने की तख्ती (स्लेट) और मकानों की छतें छाने में होता है।
• चूना पत्थर से संगमरमर: कोमल अवसादी चूना पत्थर (Limestone) उच्च ताप और दाब के प्रभाव से शुद्ध, चमकदार और रवेदार संगमरमर (Marble) में बदल जाता है। विश्व के सात आश्चर्यों में शामिल आगरा का भव्य ताजमहल राजस्थान के मकराना से लाए गए श्वेत संगमरमर से ही निर्मित है।
• बलुआ पत्थर से क्वार्ट्जाइट: अवसादी बलुआ पत्थर अत्यधिक ताप से अत्यंत कठोर क्वार्ट्जाइट (Quartzite) में बदल जाता है।
• ग्रेनाइट से नीस: कठोर आग्नेय ग्रेनाइट पार्श्व दबाव से धारीदार नीस (Gneiss) में बदल जाता है।
• कोयले से ग्रेफाइट और हीरा: जैविक कोयला भूगर्भ की चरम गहराइयों में तपकर ग्रेफाइट और दुनिया के सबसे कठोर रत्न हीरा (Diamond) में परिवर्तित हो जाता है।

1. शैल चक्र की सतत चक्रीय प्रणाली

प्रकृति में शैलें कभी भी अपने मूल रूप में हमेशा के लिए स्थिर नहीं रहतीं। एक निश्चित दशा में एक प्रकार की शैल चक्रीय तरीके से दूसरे प्रकार की शैल में परिवर्तित होती रहती है। एक शैल से दूसरे शैल में परिवर्तन होने की इस अनवरत प्राकृतिक प्रक्रिया को शैल चक्र (Rock Cycle) कहते हैं।

शैल चक्र पृथ्वी के आंतरिक ऊष्मा तंत्र और बाह्य वायुमंडलीय अपक्षय तंत्र के आपसी संतुलन से निरंतर संचालित होता है:

• चरण 1 (मैग्मा से आग्नेय शैल): पिघला हुआ गर्म मैग्मा ठंडा होकर प्राथमिक आग्नेय शैल बनता है।
• चरण 2 (आग्नेय से अवसादी शैल): आग्नेय शैलें ऋतु-अपक्षय द्वारा छोटे-छोटे कणों में टूटकर नदियों और हवा द्वारा बहाई जाती हैं और तलछट के रूप में जमकर अवसादी शैल बन जाती हैं।
• चरण 3 (अवसादी व आग्नेय से कायांतरित शैल): जब ये आग्नेय और अवसादी शैलें अत्यधिक भूगर्भीय ताप और दाब के संपर्क में आती हैं, तो वे कायांतरित शैल में बदल जाती हैं।
• चरण 4 (कायांतरित से पुनः मैग्मा): जब कायांतरित शैलें विवर्तनिक हलचलों के कारण भूगर्भ में और अधिक गहराई में धकेल दी जाती हैं, तो अत्यधिक तापमान के कारण वे पिघलकर पुनः द्रवित मैग्मा बन जाती हैं। यह द्रवित मैग्मा पुनः ऊपर उठकर ठंडा होता है और नई आग्नेय शैल बनाता है, जिससे यह जीवनदायी चक्र कभी समाप्त नहीं होता।

2. खनिज (Minerals) क्या हैं?

सभी शैलें विभिन्न खनिजों से मिलकर बनती हैं। भूविज्ञान में, खनिज वह प्राकृतिक रूप से पाया जाने वाला अकार्बनिक पदार्थ है जिसके निश्चित भौतिक गुणधर्म (जैसे रंग, चमक, कठोरता, पारदर्शिता) और एक निश्चित रासायनिक संघटन (रासायनिक सूत्र) होता है।

3. मानव सभ्यता में खनिजों का आर्थिक महत्व

खनिज मानव समाज के औद्योगिक और आर्थिक विकास की रीढ़ हैं:

• ईंधन एवं ऊर्जा संसाधन: कोयला, प्राकृतिक गैस और पेट्रोलियम जैसे खनिज जीवाश्म ईंधन संपूर्ण विश्व के ताप विद्युत गृहों, मोटर वाहनों और कल-कारखानों को ऊर्जा प्रदान करते हैं। यूरेनियम और थोरियम परमाणु ऊर्जा के मुख्य स्रोत हैं।
• धात्विक एवं औद्योगिक खनिज: लोहा, बॉक्साइट (एल्युमिनियम), तांबा, सोना और चांदी जैसे खनिज भारी मशीनों, रेल इंजनों, हवाई जहाजों, विद्युत तारों और आभूषणों के निर्माण में अनिवार्य हैं।
• निर्माण एवं रासायनिक उद्योग: चूना पत्थर, जिप्सम और सिलिका सीमेंट तथा भवन निर्माण सामग्री बनाने के काम आते हैं, जबकि पोटाश, फॉस्फेट और नाइट्रेट से कृषि हेतु रासायनिक उर्वरक बनाए जाते हैं।

1. बिहार की भूगर्भीय संरचना और शैल प्रणालियां

भौगोलिक दृष्टि से बिहार राज्य का धरातलीय आधार अत्यंत विविधतापूर्ण है, जिसका भूगर्भीय इतिहास तीन अरब वर्षों से भी अधिक पुराना है। यह प्राचीनतम प्री-कैम्ब्रियन क्रिस्टलीय चट्टानों से लेकर अत्यंत नवीन चतुर्थक जलोढ़ तक विस्तृत है। भूवैज्ञानिकों ने बिहार के शैल तंत्र को चार प्रमुख भागों में विभाजित किया है:

• 1. धारवाड़ शैल समूह (प्री-कैम्ब्रियन रवेदार शैलें): यह बिहार के दक्षिण-पूर्वी भाग—मुख्यतः गया, नवादा, जमुई और मुंगेर जिलों में विस्तृत है। यह बिहार की सबसे प्राचीन शैल प्रणाली है, जिसमें अभ्रक-युक्त शिस्ट, फिलाइट, क्वार्ट्जाइट, स्लेट और ग्रेनाइट शैलें पाई जाती हैं। इस क्षेत्र में उच्च कोटि के रूबी अभ्रक (Mica) और क्वार्ट्ज के भंडार पाए जाते हैं।
• 2. विंध्यन शैल समूह (अवसादी शैलें): यह बिहार के दक्षिण-पश्चिमी भाग—मुख्यतः कैमूर और रोहतास जिलों के पठारी भाग में विस्तृत है। इस शैल समूह में परतदार बलुआ पत्थर, शेल और उच्च श्रेणी का चूना पत्थर (Limestone) प्रचुर मात्रा में पाया जाता है। रोहतास के चूना पत्थर के विशाल भंडारों के आधार पर ही बंजारी और डालमियानगर में बड़े सीमेंट कारखाने स्थापित हैं। रोहतास के अमझोर में गंधकयुक्त पाइराइट (Pyrite) का देशप्रसिद्ध भंडार है।
• 3. टर्शियरी शैल समूह: यह बिहार के उत्तर-पश्चिमी कोने में पश्चिम चंपारण जिले की सोमेश्वर और दून श्रेणियों के गिरिपाद में पाया जाता है, जो मोड़दार बलुआ पत्थर और गोलाश्म (कांग्लोमरेट) से निर्मित है।
• 4. चतुर्थक जलोढ़ मैदान (Quaternary Alluvium): यह बिहार के संपूर्ण भौगोलिक क्षेत्रफल के 90 प्रतिशत से भी अधिक भाग पर फैला है। यह अत्यंत नवीन युग में हिमालयी और पठारी नदियों—गंगा, गंडक, कोसी, बागमती, सोन आदि—द्वारा निरंतर लाई गई बारीक सिल्ट, बालू और चिकनी मिट्टी के निक्षेपण से बना है, जो बिहार को देश का सबसे उपजाऊ कृषि क्षेत्र बनाता है।

2. बिहार की ऐतिहासिक स्थापत्य कला में स्थानीय शैलों का योगदान

बिहार की स्थानीय चट्टानों ने प्राचीन काल से ही भारत के अमर स्थापत्य और कला को आधार प्रदान किया है:

• बराबर और नागार्जुनी की शैलकर्तित गुफाएं (जहानाबाद): मौर्य काल में सम्राट अशोक और उनके पौत्र दशरथ द्वारा निर्मित ये गुफाएं विशाल कठोर ग्रेनाइट चट्टानों को तराशकर बनाई गई हैं। लोमश ऋषि और सुदामा गुफा के भीतरी कक्षों में कठोर ग्रेनाइट पर की गई कांच जैसी अद्भुत चमकती पॉलिश (शीशे जैसी चमक) आज भी दुनिया भर के पर्यटकों को चकित करती है।
• अशोक के एकाश्मक स्तंभ: सम्राट अशोक के विश्वप्रसिद्ध स्तंभ (जैसे पश्चिम चंपारण का लौरिया नंदनगढ़ स्तंभ) चुनार के बादामी बलुआ पत्थर से तराशे गए थे और नदियों के रास्ते पूरे बिहार में स्थापित किए गए थे।