जलमंडल

जलमंडल एक खुला तथा गतिशील तंत्र है, जो सौर ऊर्जा चालित जल चक्र (Hydrological Cycle) के माध्यम से वायुमंडल, स्थलमंडल तथा जैवमंडल से जुड़ा हुआ है। पृथ्वी पर कुल जल की मात्रा लगभग 138 करोड़ 60 लाख घन किलोमीटर ($1.386 \times 10^9 \text{ km}^3$) आकलित है:

महासागरों का नितल कोई समतल गड्ढा नहीं है, अपितु यह स्थलमंडल से भी अधिक विषम एवं विहंगम स्थलरूपों से युक्त है। इसे चार प्रमुख भागों में बांटा गया है:

1. महाद्वीपीय मग्नतट (Continental Shelf):
   • तट से लगा हुआ महाद्वीप का अत्यंत मंद ढाल वाला जलमग्न सीमांत भाग।
   • औसत ढाल अत्यंत मंद—लगभग 1° (प्रति किलोमीटर पर मात्र 1 से 2 मीटर की गिरावट)।
   • मग्नतट की समाप्ति सीमा (Shelf-Break) की औसत गहराई लगभग 130 से 200 मीटर होती है।
   • इसकी चौड़ाई में भारी भिन्नता पाई जाती है: प्रशांत तट (चिली) पर केवल कुछ किमी, जबकि साइबेरियाई आर्कटिक तट पर 1500 किमी। सुंदरवन के समीप बंगाल की खाड़ी का मग्नतट लगभग 160 किमी चौड़ा है।
   • आर्थिक महत्व: सूर्य का प्रकाश तल तक पहुंचने के कारण यह 'प्रकाशमान क्षेत्र' (Photic Zone) है; यहां विश्व के प्रसिद्ध मत्स्य बैंक (डोगर बैंक, ग्रैंड बैंक), खनिज तेल एवं गैस भंडार (बॉम्बे हाई) तथा तटीय रेत में भारी खनिज पाए जाते हैं।
2. महाद्वीपीय मग्नढाल (Continental Slope):
   • मग्नतट की सीमा से प्रारंभ होकर गहरे सागर तक जाने वाला अत्यंत तीव्र ढालू भाग।
   • औसत ढाल तीव्र—लगभग 2° से 5° (विवर्तनिक क्षेत्रों में 20° से अधिक)।
   • गहराई 200 मीटर से प्रारंभ होकर 3,000 मीटर तक विस्तृत होती है।
   • यह महाद्वीपीय सियाल (SIAL) तथा महासागरीय बेसाल्टिक सिमा (SIMA) के मध्य की वास्तविक भूवैज्ञानिक सीमा है।
   • जलमग्न कैनियन (Submarine Canyons): मग्नढाल पर तीखे V-आकार की गहरी घाटियां पाई जाती हैं, जिनका निर्माण भारी पंकिल धाराओं (Turbidity Currents) के तीव्र अपरदन से हुआ है। सुंदरवन के दक्षिण में स्थित 'स्वैच ऑफ नो ग्राउंड' (Swatch of No Ground) बंगाल की खाड़ी का सुप्रसिद्ध जलमग्न कैनियन है, जो गंगा-ब्रह्मपुत्र की गाद को गहरे सागर में पहुंचाकर विश्व का सबसे बड़ा 'बंगाल पंखा' (Bengal Fan) बनाता है।
3. महाद्वीपीय उत्थान (Continental Rise):
   • मग्नढाल के आधार पर टर्बिडाइट तलछट के जमाव से बना मंद ढालू ($0.5^\circ - 1^\circ$) मलबा क्षेत्र, जो 3,000 से 4,000 मीटर की गहराई पर गहरे मैदान से मिलता है।
4. अगाध सागरीय मैदान (Abyssal Plain):
   • 3,000 से 6,000 मीटर गहराई पर स्थित अत्यंत विस्तृत एवं चौरस मैदान, जो महासागरीय नितल के लगभग 40 प्रतिशत भाग को घेरे हुए है।
   • यहां महीन जैविक ऊज़ (Ooze) तथा लाल मृत्तिका की मोटी परतें बेसाल्टिक ज्वालामुखीय चट्टानों को ढक लेती हैं।

• मध्य-महासागरीय कटक (Mid-Oceanic Ridge): अपसारी प्लेट सीमाओं पर मैग्मा के बाहर निकलने से निर्मित 65,000 किमी लंबी अंतःसागरीय पर्वतमाला। अटलांटिक महासागर में स्थित S-आकार का मध्य-अटलांटिक कटक 16,000 किमी लंबा है, जिसके मध्य में भ्रंश घाटी एवं तप्त जल के स्रोत (Hydrothermal Vents) पाए जाते हैं।
• महासागरीय गर्त (Ocean Trenches): अभिसारी प्लेट सीमाओं पर जब एक भारी प्लेट नीचे धंसती है, तो अत्यंत गहरे V-आकार के गर्त बनते हैं। प्रशांत महासागर में स्थित मेरियाना गर्त का चैलेंजर दीप (11,022 मीटर) पृथ्वी का सबसे गहरा स्थान है। हिंद महासागर का सबसे गहरा गर्त सुंडा या जावा गर्त (7,450 मीटर) है।
• गुयोट (Guyot): सागर के भीतर स्थित ऐसे सपाट शिखर वाले ज्वालामुखीय पर्वत, जिनका शीर्ष कभी समुद्री लहरों द्वारा समतल कर दिया गया था और बाद में वे भू-धंसाव के कारण गहरे जल में डूब गए।

महासागरीय जल का तापमान सौर विकिरण, अक्षांश, समुद्री धाराओं तथा संवहनीय मिश्रण पर निर्भर करता है। इसका विश्लेषण क्षैतिज तथा ऊर्ध्वाधर दोनों रूपों में किया जाता है:

1. क्षैतिज तापमान वितरण:

• भूमध्य रेखा से ध्रुवों की ओर जाने पर सतह के जल का तापमान घटता जाता है: विषुवत रेखा पर लगभग $26^\circ - 28^\circ\text{C}$ से लेकर ध्रुवीय क्षेत्रों में $0^\circ\text{C}$ या उससे भी नीचे पहुंच जाता है।
• चारों ओर से स्थल से घिरे उष्णकटिबंधीय सागरों में ग्रीष्म ऋतु में तापमान अत्यधिक बढ़ जाता है: फारस की खाड़ी में $38^\circ\text{C}$ तथा लाल सागर में $32^\circ\text{C}$ तक पहुंच जाता है।
• समताप रेखाएं (Isotherms) गर्म धाराओं के प्रभाव से ध्रुवों की ओर तथा ठंडी धाराओं के प्रभाव से विषुवत रेखा की ओर झुक जाती हैं।

2. ऊर्ध्वाधर तापमान स्तरीकरण (The Three-Tier Ocean):

• सतही मिश्रित परत (Surface Mixed Layer) ($0 - 200 \text{ मीटर}$): सूर्य के प्रकाश से गर्म तथा तरंगों द्वारा निरंतर मिश्रित होने वाली परत ($20^\circ - 25^\circ\text{C}$)।
• थर्मोक्लाइन परत (Thermocline) ($200 - 1,000 \text{ मीटर}$): यह एक अत्यंत महत्वपूर्ण संक्रमण परत है, जहां गहराई के साथ तापमान में अत्यंत तीव्र गिरावट दर्ज की जाती है। मात्र 800 मीटर की गहराई में तापमान $20^\circ\text{C}$ से गिरकर $4^\circ\text{C}$ रह जाता है। यह परत ऊपर के हल्के गर्म जल और नीचे के भारी ठंडे जल के मध्य प्राकृतिक अवरोध का कार्य करती है।
• गहरी समतापीय महासागरीय परत (Deep Ocean Layer) ($>1,000 \text{ मीटर}$ से नितल तक): महासागर का लगभग 80% जल इसी परत में होता है। ध्रुवों से आने वाले ठंडे जल के कारण इसका तापमान वर्ष भर 1°C से 3°C के बीच लगभग स्थिर रहता है।

लवणता (Salinity) 1,000 ग्राम (1 किग्रा) समुद्री जल में घुले हुए कुल ठोस खनिजों की मात्रा (ग्राम में) है, जिसे प्रति हजार या Parts Per Thousand (‰) में व्यक्त किया जाता है। विश्व के महासागरों की औसत लवणता 35‰ (35 ग्राम प्रति किग्रा) है।

1884 में स्कॉटिश वैज्ञानिक विलियम डिटमार (William Dittmar) ने एचएमएस चैलेंजर अभियान के 77 नमूनों का विश्लेषण करके स्थिर अनुपात नियम (Dittmar's Principle of Constant Proportions) प्रतिपादित किया: "यद्यपि विभिन्न महासागरों में कुल लवणता की मात्रा भिन्न-भिन्न हो सकती है, किंतु उसमें घुले हुए मुख्य लवणों का पारस्परिक प्रतिशत अनुपात विश्व भर में सदैव स्थिर रहता है।"

• उत्तरी हिंद महासागर में लवणता का अंतर:
  • बंगाल की खाड़ी (30‰ से 32‰): यहां लवणता असामान्य रूप से कम है (सुंदरवन के पास 28‰ से भी कम)। इसका कारण गंगा, ब्रह्मपुत्र, मेघना, गोदावरी तथा महानदी जैसी विशाल नदियों द्वारा भारी मात्रा में मीठे जल का विसर्जन एवं मानसूनी वर्षा का वाष्पीकरण से अधिक होना ($P > E$) है।
  • अरब सागर (36‰ से 37‰): थार एवं अरब मरुस्थल की शुष्क गर्म हवाओं से तीव्र वाष्पीकरण होता है, वर्षा कम होती है तथा नर्मदा, ताप्ती व सिंधु के अतिरिक्त कोई बड़ी नदी न होने से मीठे जल की आपूर्ति अत्यंत सीमित है ($E > P$), जिससे लवणता बहुत बढ़ जाती है।
• सर्वाधिक लवणीय झीलें: तुर्की की वैन झील (Lake Van - 330‰), मृत सागर (Dead Sea - 238‰) एवं संयुक्त राज्य अमेरिका की ग्रेट साल्ट लेक (220‰)।
• हेलोक्लाइन एवं पिक्नोक्लाइन:
  • हेलोक्लाइन (Halocline): 300 से 1,000 मीटर गहराई की परत, जहां गहराई के साथ लवणता में तीव्र परिवर्तन आता है।
  • पिक्नोक्लाइन (Pycnocline): तापमान में कमी एवं लवणता के प्रभाव से गहराई के साथ जल के घनत्व में तीव्र वृद्धि की परत।

महासागर के जल का एक निश्चित दिशा में नियमित एवं सतत क्षैतिज प्रवाह महासागरीय धारा (Ocean Current) कहलाता है। इनकी उत्पत्ति चार मुख्य कारणों से होती है:

1. प्रचलित पवनों का घर्षण: व्यापारिक पवनें जल को पश्चिम की ओर तथा पछुआ पवनें पूर्व की ओर बहा ले जाती हैं।
2. कोरिओलिस बल एवं फेरेल का नियम: पृथ्वी के घूर्णन से धाराएं उत्तरी गोलार्ध में दाईं ओर तथा दक्षिणी गोलार्ध में बाईं ओर मुड़ जाती हैं।
3. घनत्व एवं तापमान भिन्नता: विषुवत रेखा का हल्का गर्म जल ऊपरी धारा के रूप में ध्रुवों की ओर तथा ध्रुवों का भारी ठंडा जल अंतःधारा के रूप में विषुवत रेखा की ओर बहता है।
4. तटरेखा का आकार: महाद्वीपीय किनारे धाराओं को मोड़कर विशाल वृत्ताकार चक्र या गायर (Gyre) बनाते हैं।

तापमान के आधार पर धाराएं दो प्रकार की होती हैं: गर्म धाराएं (विषुवत रेखा से ध्रुवों की ओर) तथा ठंडी धाराएं (ध्रुवों से विषुवत रेखा की ओर):

• मानसूनी धाराओं का दिशा परिवर्तन: ग्रीष्म ऋतु में दक्षिण-पश्चिम मानसून के प्रभाव से उत्तरी हिंद महासागर में जल घड़ी की सुई की दिशा में (पूर्व की ओर) बहता है और सोमाली धारा अत्यंत तीव्र हो जाती है। शीत ऋतु में उत्तर-पूर्व मानसून के कारण यह प्रवाह विपरीत होकर घड़ी की सुई के विपरीत (पश्चिम की ओर) बहने लगता है।
• एकमैन परिवहन एवं उपवेलिंग (Upwelling): जब पवन एवं कोरिओलिस बल के प्रभाव से सतह का जल तट से दूर खिसक जाता है (Ekman Transport), तो उसकी जगह लेने हेतु नीचे का ठंडा, पोषक तत्वों से भरपूर जल ऊपर उठता है (उपवेलिंग)। पेरू एवं कैलिफ़ोर्निया तटों पर यह प्रक्रिया समृद्ध मत्स्य पालन का आधार बनती है, किंतु तटीय मरुस्थलों (अटाकामा) को शुष्क भी बनाती है।

चंद्रमा एवं सूर्य के गुरुत्वाकर्षण आकर्षण बल तथा पृथ्वी के घूर्णन से उत्पन्न अपकेंद्रीय बल के कारण महासागरीय जल का नियमित रूप से ऊपर उठना ज्वार (Tide) तथा नीचे गिरना भाटा (Ebb) कहलाता है।

चंद्रमा व सूर्य के ज्वारोत्पादक बल की तुलना:

• ज्वारोत्पादक बल दूरी के घनफल (Cube of Distance) का व्युत्क्रमानुपाती होता है।
• सूर्य का द्रव्यमान चंद्रमा से 2 करोड़ 70 लाख गुना अधिक है, किंतु पृथ्वी से सूर्य की दूरी (15 करोड़ किमी) चंद्रमा की दूरी (3 लाख 84 हजार किमी) से लगभग 390 गुना अधिक है।
• गणितीय अनुपात: $$\frac{TGF_{Moon}}{TGF_{Sun}} = \frac{1}{2,70,00,000} \times (390)^3 \approx 2.17$$
• अतः पृथ्वी पर ज्वार उत्पन्न करने में चंद्रमा का प्रभाव सूर्य की तुलना में लगभग 2.17 गुना (दोगुने से भी अधिक) शक्तिशाली है!

• दैनिक 50 मिनट की देरी का कारण: एक मुख्य ज्वार के बाद अगला मुख्य ज्वार 24 घंटे 50 मिनट बाद आता है (तथा दो क्रमिक ज्वारों में 12 घंटे 26 मिनट का अंतर होता है)। पृथ्वी के 24 घंटे में एक चक्कर लगाने के दौरान चंद्रमा अपनी कक्षा में लगभग 12.2° आगे बढ़ जाता है। चंद्रमा के ठीक सामने आने हेतु पृथ्वी को 50 मिनट अतिरिक्त घूमना पड़ता है।
• ज्वारीय भित्ति या बाण (Tidal Bore):
  • जब समुद्री ज्वार का जल नदी के संकीर्ण मुहाने में प्रवेश करके एक खड़ी, फेनयुक्त जलदीवार बनाकर तेज गर्जना के साथ नदी के प्रवाह के विपरीत ऊपर की ओर दौड़ता है, तो उसे ज्वारीय भित्ति या बाण कहते हैं।
  • अनिवार्य दशाएं: (1) नदी का मुहाना कीपाकार होना चाहिए, (2) मुहाने पर ज्वार का विस्तार अत्यधिक होना चाहिए, और (3) नदी का तल उथला एवं विपरीत जलप्रवाह तीव्र होना चाहिए।
  • विश्व का सर्वाधिक ज्वारीय परिसर कनाडा की फंडी की खाड़ी (Bay of Fundy - 16 मीटर) में मिलता है।
  • हुगली नदी की 'सांड की बाण': पश्चिम बंगाल की हुगली नदी का मुहाना कीपाकार होने तथा उथले बालूचरों के कारण आश्विन-कार्तिक तथा फाल्गुन-चैत्र मास के दीर्घ ज्वार में बंगाल की खाड़ी से जल अत्यंत तीव्र वेग से प्रवेश करता है। यह जल 2 से 3 मीटर ऊंची फेनदार दीवार बनकर कोलकाता की ओर दहाड़ता हुआ दौड़ता है (जिसे स्थानीय रूप से 'सांड की बाण' कहते हैं), जो नौकाओं के लिए अत्यंत घातक होता है।

स्रोत तथा निक्षेपण क्षेत्र के आधार पर महासागरीय नितल के अवसादों को चार मुख्य वर्गों में विभाजित किया जाता है:

1. स्थलजात निक्षेप (Terrigenous Deposits):
   • स्थलभाग से अपरदित चट्टानी मलबा नदियों, वायु तथा लहरों द्वारा बहकर मग्नतट एवं मग्नढाल पर जमा होता है।
   • तट से गहरे सागर की ओर इनके कणों का आकार घटता जाता है (बजरी $\to$ बालू $\to$ गाद $\to$ मृत्तिका)।
   • रंगीन पंक के प्रकार:
     • नीली मृत्तिका (Blue Mud): कार्बनिक पदार्थों एवं आयरन सल्फाइड ($FeS$) की उपस्थिति में ऑक्सीजन रहित दशा में बनती है।
     • लाल मृत्तिका (Red Mud): फेरिक ऑक्साइड के ऑक्सीकरण से लाल रंग की होती है (उष्णकटिबंधीय नदियों के मुहाने पर)।
     • हरी मृत्तिका (Green Mud): पोटेशियम-आयरन युक्त खनिज ग्लूकोनाइट (Glauconite) के कारण हरी दिखाई देती है।
2. जैविक ऊज़ या पंक (Biogenous Pelagic Oozes):
   • समुद्री सूक्ष्म जीवों एवं प्लवक (Plankton) के अस्थिपंजरों व खोलों के कम से कम 30 प्रतिशत संचय से बने महीन अवसाद।
   • रासायनिक संघटन के आधार पर यह दो प्रकार का होता है:

     ऊज़ का नाम	स्रोत जीव	रासायनिक आधार एवं गहराई
     ग्लोबीजेरिना ऊज़	फोरामिनीफेरा प्रोटोजोआ के खोल	चूना-प्रधान ($CaCO_3$); 2,000 से 4,000 मीटर गहराई पर उष्ण व शीतोष्ण सागरों में सर्वाधिक।
     टेरोपोड ऊज़	मोलस्का वर्ग की समुद्री तितलियां	चूना-प्रधान ($CaCO_3$); उथले उष्णकटिबंधीय जल (1,000-2,000 मीटर) में।
     डायटम ऊज़	एककोशिकीय सूक्ष्म शैवाल	सिलिका-प्रधान ($SiO_2$); ठंडे ध्रुवीय एवं उपध्रुवीय महासागरों में विस्तृत।
     रेडियोलेरियन ऊज़	रेडियोलेरिया प्रोटोजोआ	सिलिका-प्रधान ($SiO_2$); उष्णकटिबंधीय गहरे तल (>4,500 मीटर) पर।

   • कार्बोनेट क्षतिपूर्ति गहराई (Carbonate Compensation Depth - CCD): 4,000 से 4,500 मीटर गहराई पर अत्यधिक दाब तथा शीतल जल के कारण कार्बनिक अम्ल चूने के खोलों को पूर्णतः घोल देता है। अतः CCD के नीचे चूना-प्रधान ऊज़ जमा नहीं हो पाते, वहां केवल सिलिका-प्रधान ऊज़ तथा लाल मृत्तिका ही मिलती है।
3. अकार्बनिक लाल मृत्तिका (Red Clay):
   • 4,500 मीटर से अधिक गहरे अगाध मैदानों पर विस्तृत, जो गहरे सागर के कुल निक्षेपों का लगभग 38% भाग है।
   • ज्वालामुखीय राख, मरुस्थलीय धूल तथा उल्कापिंडीय धूल के लोहे द्वारा ऑक्सीकरण से निर्मित। इसका जमाव अत्यंत धीमा होता है (प्रति 1,000 वर्ष में मात्र 1 मिमी)।
4. बहुधात्विक मैंगनीज पिंड (Polymetallic Manganese Nodules):
   • अगाध लाल मृत्तिका के ऊपर आलू के आकार के रासायनिक पिंड, जिनमें मैंगनीज (24%), लोहा (14%), निकेल, तांबा एवं कोबाल्ट पाया जाता है। हिंद महासागर के केंद्रीय बेसिन में भारत को इनके अन्वेषण का एकाधिकार प्राप्त है।

महासागरों के विशाल संसाधनों का सतत एवं पर्यावरण-अनुकूल दोहन नीली अर्थव्यवस्था (Blue Economy) कहलाता है:

• जैविक एवं खाद्य संसाधन:
  • वाणिज्यिक मत्स्य पालन (इलिश, टूना, सार्डिन, पॉम्फ्रेट, झींगा)। न्यूफाउंडलैंड के ग्रैंड बैंक्स क्षेत्र में गल्फ स्ट्रीम एवं लैब्राडोर के मिलन से उत्पन्न प्लवक प्रचुरता विश्व प्रसिद्ध मत्स्य उद्योग का आधार है।
  • मैरीकल्चर तथा समुद्री शैवाल की खेती (फार्मास्युटिकल्स में उपयोगी एल्गिनेट्स)।
• खनिज एवं ऊर्जा संसाधन:
  • अपतटीय खनिज तेल एवं प्राकृतिक गैस (भारत का बॉम्बे हाई तथा कृष्णा-गोदावरी बेसिन)।
  • तटीय भारी खनिज बालू (केरल व ओडिशा तटों पर मोनाजाइट—परमाणु ऊर्जा का थोरियम स्रोत, इल्मेनाइट व जिरकॉन)।
  • गैर-पारंपरिक समुद्री ऊर्जा: ज्वारीय ऊर्जा (Tidal Energy), तरंग ऊर्जा तथा समुद्री तापीय ऊर्जा रूपांतरण (OTEC)। पश्चिम बंगाल के सुंदरवन का दुर्गादुआनी क्रीक ज्वारीय ऊर्जा का एक महत्वपूर्ण प्रायोगिक केंद्र है।

पश्चिम बंगाल के दक्षिण में गंगा-ब्रह्मपुत्र डेल्टा पर स्थित सुंदरवन विश्व का सबसे बड़ा निरंतर ज्वारीय मैंग्रोव वन है (भारत में 4,260 वर्ग किमी):

• पादप अनुकूलन: सुंदरी (Heritiera fomes), गरान, गेवां तथा बाएन वृक्षों में अद्वितीय विशेषताएं पाई जाती हैं:
  • श्वसन मूल (Pneumatophores): ऑक्सीजन रहित दलदली मिट्टी से बाहर निकलकर वायुमंडलीय ऑक्सीजन खींचने वाली ऊर्ध्वाधर जड़ें।
  • जटा मूल (Stilt Roots): तीव्र ज्वारीय थपेड़ों में वृक्ष को स्थिर रखने वाली धनुषाकार मजबूत जड़ें।
  • जरायुज अंकुरण (Vivipary): वृक्ष पर फल लगे रहने के दौरान ही बीज का अंकुरित हो जाना, ताकि खारे जल में नष्ट होने से पहले वह सीधे कीचड़ में गड़ सके।
• प्राकृतिक आपदा सुरक्षा कवच: सुंदरवन का सघन मैंग्रोव तंत्र बंगाल की खाड़ी से उठने वाले सुपर-चक्रवातों (अम्फान, यास, रेमल) की ज्वारीय तरंगों की 60 प्रतिशत ऊर्जा को सोखकर कोलकाता तथा दक्षिणी बंगाल को विनाश से बचाता है।

• प्रवाल विरंजन एवं अम्लीकरण: जल का तापमान बढ़ने से प्रवाल से जूजैंथेली शैवाल अलग हो जाते हैं, जिससे प्रवाल श्वेत होकर मर जाते हैं (Coral Bleaching)। कार्बन डाइऑक्साइड के अवशोषण से समुद्री जल अम्लीय हो रहा है, जिससे समुद्री जीवों के कवच कमजोर हो रहे हैं।
• सुंदरवन के द्वीपों का डूबना: बंगाल की खाड़ी में समुद्र स्तर वृद्धि की दर (3.9 मिमी/वर्ष) वैश्विक औसत से अधिक है। इसके कारण लोहाचरा द्वीप पूरी तरह जलमग्न हो चुका है तथा घोड़ामारा व मौसुनी द्वीप तेजी से कट रहे हैं।
• माइक्रोप्लास्टिक प्रदूषण: समुद्र में फेंका गया प्लास्टिक विखंडित होकर 5 मिमी से छोटे कणों में बदलकर समुद्री खाद्य श्रृंखला तथा मानव भोजन में प्रवेश कर रहा है।