पृथ्वीची अंतर्गत रचना— कवच, आवरण व गाभा

पृथ्वीची अंतर्गत रचना: स्पर्धा परीक्षांसाठी (MPSC/UPSC) भूगोल हा विषय फार महत्त्वाचा आहे. भूगोलाचा अभ्यास करताना जागतिक भूगोल, भारताचा भूगोल आणि महाराष्ट्राचा भूगोल हे घटक अभ्यासावे लागतात. जागतिक भूगोलात सूर्यमाला, पृथ्वीची रचना, अक्षवृत्ते, रेखावृत्ते आणि जागतिक वातावरण हे महत्त्वाचे घटक आहेत. पृथ्वीचे कवच, आवरण आणि गाभा हे घटक पृथ्वीच्या अंतर्गत रचनेत येतात. आजच्या या लेखात आपण पृथ्वीच्या अंतर्गत रचनेबद्दल अद्ययावत आणि पडताळणी केलेली माहिती सविस्तर पाहणार आहोत.

पृथ्वीची अंतर्गत रचना — कवच, आवरण व गाभा (Image: Wikimedia Commons)

पृथ्वीच्या अंतर्भागाची रचना — एका दृष्टिक्षेपात

पृथ्वीचा आतील भाग मूलभूतपणे तीन स्तरांमध्ये विभागला जातो — कवच (Crust), आवरण (Mantle) आणि गाभा (Core). कवच हा पृथ्वीचा सर्वात बाहेरचा थर आहे, तर गाभा हा पृथ्वीच्या केंद्रस्थानी असलेला सर्वात आतील थर आहे.

1. कवच (Crust)

महासागरीय व खंडीय कवचाची जाडी दर्शवणारा आकृतीबंध (Image: Wikimedia Commons)

• पृथ्वीचे सर्वात बाहेरील घन आवरण म्हणजे कवच होय.
• कवचाची जाडी सर्वत्र सारखी नसते — महासागरीय कवच सुमारे 5 ते 10 किमी, तर खंडीय कवच सुमारे 30 ते 70 किमी जाड असते. हिमालय व तिबेट पठारासारख्या भागांत ती सर्वाधिक (सुमारे 70 किमी पर्यंत) आढळते. MPSC/UPSC अभ्यासासाठी सर्वसाधारण सरासरी 30 ते 35 किमी धरली जाते.
• कवचाची जाडी महाद्वीपीय प्रदेशांत जास्त आणि सागरतळाच्या प्रदेशांत कमी असते.
• कवचातील खडकांची घनता सुमारे 2.7 ते 3.0 g/cm³ असते (खंडीय कवच सुमारे 2.7, महासागरीय कवच सुमारे 3.0).
• कवचाच्या वरच्या भागात सिलिका (Si) आणि अ‍ॅल्युमिनियम (Al) यांचे प्रमाण जास्त असल्याने त्याला 'SIAL' म्हणतात.

2. आवरण (Mantle)

• हा थर कवचाच्या खाली सुरू होतो आणि सुमारे 2,900 किमी खोलीपर्यंत पसरलेला आहे.
• वरच्या आवरणात सिलिका व मॅग्नेशियम यांचे प्रमाण जास्त असल्याने त्याला 'SIMA' म्हणतात.
• आवरणातील पदार्थांची घनता खोलीनुसार वाढत जाते — साधारण 3.3 ते 5.7 g/cm³ पर्यंत, गाभ्याच्या सीमेजवळ ती सर्वाधिक असते.

3. गाभा (Core)

• आवरणाखाली, म्हणजे सुमारे 2,900 किमी खोलीपासून पृथ्वीच्या केंद्रापर्यंत गाभा पसरलेला आहे. त्याची एकूण जाडी सुमारे 3,471 किमी आहे.
• IUGG (आंतरराष्ट्रीय भूगणित संघटना) नुसार पृथ्वीची त्रिज्या 6,371 किमी आहे.
• गाभ्याचे दोन उपभाग आहेत:
  • बाह्य गाभा (Outer Core): सुमारे 2,900 ते 5,150 किमी खोली — द्रव अवस्थेत.
  • अंतर्गत गाभा (Inner Core): सुमारे 5,150 किमी खोलीपासून केंद्रापर्यंत (त्रिज्या सुमारे 1,220 किमी) — घन अवस्थेत.
• गाभा प्रामुख्याने निकेल (Ni) आणि फेरस/लोह (Fe) यांचा बनलेला असल्याने त्याला 'NIFE' म्हणतात.
• गाभ्याची घनता केंद्राकडे वाढत जाऊन सुमारे 13 g/cm³ पर्यंत पोहोचते.
• तापमान (अद्ययावत माहिती): पूर्वी अंदाजे 5,000°C मानले जाई; परंतु लोखंडाच्या वितळबिंदूवरील अलीकडील प्रयोगशाळा-आधारित संशोधनांनुसार अंतर्गत-बाह्य गाभ्याच्या सीमेवरील तापमान अंदाजे 5,000 ते 6,000°C असू शकते असे मानले जाते — म्हणजे सूर्याच्या पृष्ठभागाइतकेच. प्रत्यक्ष मोजमाप शक्य नसल्याने विविध अभ्यासांनुसार हा आकडा 4,400°C ते 6,000°C या पल्ल्यात बदलतो.

4. खडक (Rocks)

पृथ्वीच्या कवचाच्या घन भागांना खडक म्हणतात. एकाच प्रकारच्या खडकांमध्ये वेगवेगळ्या भागांत खनिजांचे प्रमाण वेगवेगळे असू शकते. खडक नेहमीच कठीण असतातच असे नाही. निर्मिती-प्रक्रियेनुसार खडकांचे तीन मुख्य प्रकार पडतात:

खडक चक्र (Rock Cycle) (Image: Wikimedia Commons)

(अ) आग्नेय खडक (Igneous Rocks)

• ज्वालामुखीच्या उद्रेकाच्या वेळी बाहेर पडणारा गरम लावा थंड होऊन खडक तयार होतो.
• मॅग्मा हा वितळलेला पदार्थ कधीकधी पृथ्वीच्या कवचाखालीच थंड होऊन खडक बनतो.
• आग्नेय खडक साधारणपणे कठोर, दाणेदार व स्फटिकासारखे असतात; यांत जीवाश्म आढळत नाहीत.
• अनाहूत आग्नेय खडक: पृष्ठभागाखालीच थंड होऊन तयार — उदा. ग्रॅनाइट, गॅब्रो.
• बहिर्गत आग्नेय खडक: कवचातील भेगांतून बाहेर येऊन पृष्ठभागावर पसरून थंड होतात — उदा. बेसाल्ट, ऑब्सिडियन. दख्खनच्या पठाराचा बराच मोठा भाग बेसाल्ट खडकाचा बनलेला आहे.
• या खडकांत सुमारे 40–80% सिलिका असते, उर्वरित भागात फेल्सपार, मॅग्नेशियम, लोह इत्यादी असतात.

(ब) गाळाचे खडक (Sedimentary Rocks)

• गाळाचे थरांवर थर साचत जाऊन, वरच्या स्तरांच्या दाबामुळे एकत्रित होऊन गाळाचे खडक तयार होतात.
• यांत वनस्पतींचे अवशेष, मृत प्राणी यांचे जीवाश्म आढळतात — त्यामुळे पृथ्वीवरील भूतकालीन जीवसृष्टीच्या अभ्यासासाठी हे खडक उपयुक्त ठरतात.
• चुनखडी पांढरा तसेच काळा असतो; वाळूचा खडक निस्तेज पांढरा, गुलाबी, चमकदार लाल किंवा कधीकधी काळा असतो.

(क) रूपांतरित खडक (Metamorphic Rocks)

• प्रचंड उष्णता किंवा दाबाच्या प्रभावामुळे आग्नेय आणि गाळाच्या खडकांचे स्वरूप बदलून नवीन, रूपांतरित खडक तयार होतात.
• उष्णता आणि दाबामुळे खडकांतील खनिजांची पुनर्रचना होऊन खडकांच्या मूळ रचनेत बदल होतो.

गाळाचे खडक	रूपांतरित खडक
चुनखडी	संगमरवरी
वाळूचा खडक	क्वार्टझाइट
शेल / चिकणमाती	स्लेट, फिलाइट, शिस्ट
कोळसा	हिरा

अँटीक्लाइन आणि सिंकलाइन: खडकामधील वर आलेल्या भागाला अँटीक्लाइन म्हणतात, तर खाली दबलेल्या भागाला सिंकलाइन म्हणतात. वरच्या बाजूने सर्वोच्च बिंदूंना जोडणाऱ्या काल्पनिक रेषेला क्रेस्टलाइन म्हणतात.

पृथ्वीची अंतर्गत रचना: सराव प्रश्न

Q1. पृथ्वीच्या खंडीय कवचाची जाडी सर्वसाधारणपणे किती किमी पर्यंत असते?
a. 25    b. 30–70    c. 5–10    d. 100
उत्तर (b): खंडीय कवच 30–70 किमी, तर महासागरीय कवच 5–10 किमी जाड असते.

Q2. पृथ्वीच्या आवरणातील पदार्थांची घनता अंदाजे किती g/cm³ पर्यंत असते?
a. 3.3 ते 5.7    b. 2.0 ते 3.7    c. 4.0 ते 5.7    d. 1.0 ते 2.7
उत्तर (a)

Q3. पृथ्वीच्या गाभ्याची त्रिज्या IUGG नुसार किती किमी आहे?
a. 6,471    b. 6,361    c. 6,371    d. 6,271
उत्तर (c)

Q4. आधुनिक संशोधनानुसार पृथ्वीच्या गाभ्याच्या सीमेवरील तापमान अंदाजे किती °C असू शकते?
a. 3,500    b. 4,000    c. 5,000 ते 6,000    d. 2,500
उत्तर (c)

Q5. दख्खनच्या पठाराचा मोठा भाग कोणत्या खडकाचा बनलेला आहे?
a. ग्रॅनाइट    b. बेसाल्ट    c. संगमरवरी    d. चुनखडी
उत्तर (b)