मिट्टी के फटने से लेकर पर्माफ्रॉस्ट के पिघलने तक, पृथ्वी और कई ग्रहों की सतहों पर दरारों वाला भूभाग आम है। शोधकर्ताओं के अनुसार, इन दरारों की ज्यामिति पानी की उपस्थिति और उसके अस्तित्व के समय, दोनों से प्रभावित होती है। एक टीम ने अब समय के साथ दरारों वाले भूभाग के विकास की भविष्यवाणी करने के लिए एक मॉडल प्रस्तावित किया है। इन नए निष्कर्षों का उपयोग अन्य ग्रहों पर पानी के इतिहास को जानने के लिए किया जा सकता है।
1960 के दशक से, अंतरिक्ष यान और लैंडर विभिन्न सौर मंडल के पिंडों के अवलोकनों को वापस भेज रहे हैं, और लाखों तस्वीरें भेज रहे हैं। हंगरी के बुडापेस्ट प्रौद्योगिकी और अर्थशास्त्र विश्वविद्यालय के अनुप्रयुक्त गणितज्ञ गैबर डोमोकोस ने कहा, “आने वाले डेटा की मात्रा बहुत अधिक है, और यह ज़्यादातर तस्वीरें हैं।”
उनमें से कई तस्वीरें एक ऐसी प्रक्रिया को दर्शाती हैं जो अब पूरे सौर मंडल में सर्वव्यापी मानी जाती है: विघटन। फिलाडेल्फिया के पेन्सिलवेनिया विश्वविद्यालय के भूभौतिकीविद् डग जेरोलमैक ने कहा, “जिस क्षण पदार्थ जमते हैं, वे टूटने लगते हैं।” डोमोकोस और जेरोलमैक तथा उनकी स्नातक छात्राएँ क्रिज़्तिना रेगोस और सोफी सिल्वर ने हाल ही में संयुक्त राज्य अमेरिका की राष्ट्रीय विज्ञान अकादमी की कार्यवाही में जो अध्ययन प्रकाशित किया है, उसकी पहली पंक्ति काव्यात्मक रूप से इस भावना को दर्शाती है: “चीजें बिखर जाती हैं।”
शोधकर्ताओं ने शुक्र, मंगल और बृहस्पति के चंद्रमा यूरोपा पर खंडित भू-भाग की छवियों का विश्लेषण किया और प्रत्येक में दिखाई देने वाली दरारों का मैन्युअल रूप से पता लगाया। टीम ने 15 छवियों पर ध्यान केंद्रित किया: शुक्र की 4, मंगल की 9 और यूरोपा की 2।
ऊपर से देखने पर, ये दरार नेटवर्क उत्तल बहुभुजों के मोज़ेक जैसे दिखते हैं। इन बहुभुजों को सरल ज्यामितीय गुणों द्वारा पहचाना जा सकता है, जिसमें उनके शीर्षों की संख्या और उन शीर्षों (या “नोड्स”) पर मिलने वाली दरारों की संख्या शामिल है। टीम ने ठीक यही किया, और डोमोकोस ने कहा कि उस काम में कुछ भी विशेष रूप से जटिल नहीं था। “हम बस गिनती कर रहे हैं।”
शोधकर्ताओं द्वारा सारणीबद्ध 13,000 से अधिक नोड्स में से 95% से अधिक दो, तीन या चार दरारों के मिलन से बने थे। भू-आकृति विज्ञान के क्षेत्र में पिछले अध्ययनों में इन प्रतिच्छेदनों को क्रमशः T, Y और X जंक्शन कहा गया है, उन अक्षरों के आधार पर जिनसे वे अक्सर मिलते-जुलते हैं।
तीन अक्षर, तीन प्रक्रियाएँ
चित्रण में T जंक्शन सबसे अधिक प्रचलित थे। जेरोलमैक ने कहा कि यह परिणाम पृथ्वी पर दरारों के अध्ययन के अनुरूप है और आश्चर्यजनक नहीं है, क्योंकि ये जंक्शन एक बुनियादी प्रक्रिया से बनते हैं: एक नई दरार का एक पुरानी दरार में मिलना और रुक जाना। जेरोलमैक ने बताया, “यह किसी चीज़ के बस टूटने, टूटने और टूटने का सबसे आम पैटर्न है।” एक मिट्टी का मैदान जो कभी गीला था और फिर समय के साथ सूख गया, उसमें T जंक्शनों का प्रभुत्व होगा।
दूसरी ओर, वाई जंक्शन कम आम थे और उन भू-आकृतियों में पाए जाते थे जो सूखने और गीले होने की बारी-बारी से अवधियों का अनुभव करती थीं, जैसा कि टीम ने दिखाया। प्रयोगशाला के परिणाम इस निष्कर्ष का समर्थन करते हैं: 2010 में, एक अन्य शोध समूह ने सूखने और गीले होने के बार-बार चक्रों से गुज़रती मिट्टी की टाइम-लैप्स फ़ोटोग्राफ़ी प्रकाशित की और टी जंक्शनों को वाई जंक्शनों में विकसित होते हुए उजागर किया।
यूनाइटेड किंगडम के नॉटिंघम ट्रेंट विश्वविद्यालय के भौतिक विज्ञानी और उस अध्ययन के प्रमुख लेखक लुकास गोहरिंग ने कहा कि आंशिक रूप से, लेकिन पूरी तरह से नहीं, ठीक हुए टी जंक्शनों के माध्यम से दरार का प्रसार गोल कोनों का निर्माण करता है। “समय के साथ, वह कोना वाई जैसे आकार में खिंच जाएगा।”
हालांकि वाई जंक्शन आवश्यक रूप से पानी की उपस्थिति का संकेत नहीं देते हैं – उदाहरण के लिए, ये विशेषताएँ बेसाल्ट स्तंभों में भी बनती हैं – शोधकर्ताओं के अनुसार, वे संकेत देते हैं कि किसी भू-दृश्य में पानी की निरंतर उपस्थिति रही होगी।
एक्स जंक्शन तीनों में सबसे दुर्लभ साबित हुए। टीम ने केवल यूरोपा पर ही एक्स जंक्शन देखे—जिसमें एक नई दरार एक पुरानी दरार से होकर गुजरती है। गोहरिंग ने कहा, “आमतौर पर, एक दरार दो सतहों को स्पष्ट रूप से अलग करती है।” लेकिन एक एक्स जंक्शन इस बात का प्रमाण है कि एक पिछली दरार भर गई है, जिससे एक नई दरार बिना किसी बाधा के उसमें फैल सकती है। जेरोलमैक ने कहा, “यह ऐसा व्यवहार कर रही है मानो वह पुरानी दरार वहाँ है ही नहीं।”
जल बर्फ एक ऐसा पदार्थ है जो स्वयं ठीक हो जाता है, और यूरोपा इस पदार्थ के आवरण से ढका हुआ माना जाता है। शोधकर्ताओं ने निष्कर्ष निकाला कि एक्स जंक्शनों का दिखना जमे हुए पानी की उपस्थिति का संकेत देता है।
फिल्में बनाना
इसके बाद डोमोकोस, जेरोलमैक और उनके छात्रों ने फ्रैक्चरिंग का एक ज्यामितीय मॉडल तैयार किया। लक्ष्य टी, वाई और एक्स जंक्शनों के निर्माण में शामिल भौतिक प्रक्रियाओं को कूटबद्ध करने वाले गणितीय व्यंजक विकसित करना था और फिर, किसी ग्रह की सतह की एक छवि के आधार पर, यह मॉडल बनाना था कि समय के साथ दरारों का एक समूह कैसे विकसित होगा।
डोमोकोस ने कहा कि ऐसी फिल्म दोबारा चलाने से दरार निर्माण के पीछे की भूवैज्ञानिक प्रक्रियाओं के बारे में कुछ पता चल सकता है। यह न केवल हमारे अपने ग्रह, बल्कि अन्य ग्रहों को भी समझने के लिए अत्यंत उपयोगी है। “हमारे पास इस प्रकार की फिल्में नहीं हैं, पृथ्वी पर भी नहीं।”
शोधकर्ताओं ने दिखाया कि उनका मॉडल उनके द्वारा देखे गए फ्रैक्चर मोज़ाइक की पूरी श्रृंखला को सटीक रूप से पुन: प्रस्तुत कर सकता है। जेरोलमैक ने कहा कि यह इस मॉडल की उपयोगिता को सत्यापित करने के लिए महत्वपूर्ण है। “हमने फ्रैक्चरिंग के ब्रह्मांड का एक खिलौना मॉडल बनाया। दरार पैटर्न का वास्तविक ब्रह्मांड इसके अनुरूप प्रतीत होता है।”
हालांकि, गोहरिंग ने कहा कि इस मॉडल का परीक्षण करने के लिए अधिक प्रायोगिक डेटा की आवश्यकता होगी जो यह दर्शाए कि वास्तविक फ्रैक्चर कैसे विकसित होते हैं। इस तरह के आँकड़े इकट्ठा करना तकनीकी रूप से चुनौतीपूर्ण नहीं है, लेकिन यह श्रमसाध्य हो सकता है: गोहरिंग और उनकी टीम ने कई महीनों तक यह देखा कि मिट्टी सूखने और गीला होने के 25 चक्रों के जवाब में कैसे टूटती है। उन्होंने कहा, “यह एक बहुत ही थकाऊ प्रयोग है।”
लेकिन न्यू मैक्सिको स्थित लॉस एलामोस नेशनल लेबोरेटरी की ग्रह वैज्ञानिक नीना लांज़ा, जो इस शोध में शामिल नहीं थीं, ने कहा कि ऐसा मॉडल सौर मंडल के अतीत पर महत्वपूर्ण प्रकाश डाल सकता है। उदाहरण के लिए, यह पता लगाना कि कहीं पानी लंबे समय तक बना रहा या नहीं, भूवैज्ञानिक पर्यावरण के बारे में कुछ बताता है, उन्होंने कहा। “अब हमें समय के साथ किसी ग्रह की अधिक जटिल तस्वीर मिल रही है।”
डोमोकोस, जेरोलमैक और उनके छात्रों ने अपने सभी फ्रैक्चर मोज़ाइक का मैन्युअल रूप से विश्लेषण किया। हालाँकि, भविष्य की जाँच कृत्रिम बुद्धिमत्ता और मशीन लर्निंग पर निर्भर हो सकती है, जिससे न केवल मुट्ठी भर फ्रैक्चर मोज़ाइक की, बल्कि हज़ारों की जाँच संभव हो सकेगी।
स्रोत: ईओएस साइंस न्यूज़ / डिग्पू न्यूज़टेक्स