ফাটা কাদা থেকে শুরু করে বরফ গলে যাওয়া পর্যন্ত, পৃথিবী এবং অনেক গ্রহের পৃষ্ঠে ভাঙা ভূখণ্ড সাধারণ। গবেষকদের মতে, এই ভাঙা ভূখণ্ডের জ্যামিতি জলের উপস্থিতি এবং এটি কতদিন ধরে বিদ্যমান, উভয়ের দ্বারাই প্রভাবিত হয়। একটি দল এখন সময়ের সাথে সাথে ভাঙা ভূখণ্ডের বিবর্তনের পূর্বাভাস দেওয়ার জন্য একটি মডেল প্রস্তাব করেছে। এই নতুন আবিষ্কারগুলি অন্যান্য পৃথিবীতে জলের ইতিহাস উন্মোচন করতে ব্যবহার করা যেতে পারে।
১৯৬০ সাল থেকে, মহাকাশযান এবং ল্যান্ডাররা বিভিন্ন সৌরজগতের বস্তুর পর্যবেক্ষণের মাধ্যমে লক্ষ লক্ষ ছবি ফিরিয়ে দিচ্ছে। “যত তথ্য আসছে তা অপ্রতিরোধ্য, এবং এটি বেশিরভাগই ছবি,” হাঙ্গেরির বুদাপেস্ট বিশ্ববিদ্যালয়ের প্রযুক্তি ও অর্থনীতির প্রয়োগিত গণিতবিদ গ্যাবর ডোমোকোস বলেছেন।
এই ছবিগুলির মধ্যে অনেকগুলি সৌরজগৎ জুড়ে সর্বব্যাপী একটি প্রক্রিয়া দেখায়: বিভাজন। ফিলাডেলফিয়ার পেনসিলভানিয়া বিশ্ববিদ্যালয়ের ভূ-পদার্থবিদ ডগ জেরোলম্যাক বলেছেন, “যে মুহূর্ত থেকে পদার্থগুলি শক্ত হয়ে যায়, সেগুলি ভেঙে পড়তে শুরু করে।” ডোমোকোস এবং জেরোলম্যাক এবং তাদের নিজ নিজ স্নাতক ছাত্র ক্রিস্টিনা রেগস এবং সোফি সিলভার সম্প্রতি প্রসিডিংস অফ ন্যাশনাল একাডেমি অফ সায়েন্সেস অফ আমেরিকা-এ প্রকাশিত একটি গবেষণা কাব্যিক প্রথম লাইনে এই অনুভূতিকে প্রতিফলিত করে: “জিনিসগুলি ভেঙে যায়।”
গবেষকরা শুক্র, মঙ্গল এবং বৃহস্পতির চাঁদ ইউরোপার ভাঙা ভূখণ্ডের ছবি বিশ্লেষণ করেছেন এবং প্রতিটিতে দৃশ্যমান ভাঙা অংশগুলি ম্যানুয়ালি ট্রেস করেছেন। দলটি ১৫টি ছবির উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করেছে: শুক্রের ৪টি, মঙ্গলের ৯টি এবং ইউরোপার ২টি।
উপর থেকে, ভাঙা নেটওয়ার্কগুলি উত্তল বহুভুজের মোজাইকের মতো দেখায়। এই বহুভুজগুলিকে সরল জ্যামিতিক বৈশিষ্ট্য দ্বারা চিহ্নিত করা যেতে পারে, যার মধ্যে রয়েছে তাদের শীর্ষবিন্দুর সংখ্যা এবং প্রতিটি শীর্ষবিন্দুতে (অথবা “নোড”) মিলিত ফাটলের সংখ্যা। দলটি ঠিক তাই করেছে, এবং সেই কাজ সম্পর্কে বিশেষ জটিল কিছু ছিল না, ডোমোকোস বলেছেন। “আমরা কেবল গণনা করছি।”
গবেষকরা যে ১৩,০০০-এরও বেশি নোডের তালিকা তৈরি করেছেন, তার মধ্যে ৯৫%-এরও বেশি দুটি, তিন বা চারটি ফাটলের মিলন ছিল। ভূ-রূপবিদ্যার পূর্ববর্তী গবেষণাগুলিতে এই ছেদগুলিকে যথাক্রমে T, Y এবং X জংশন হিসাবে উল্লেখ করা হয়েছে, যে অক্ষরগুলি প্রায়শই সাদৃশ্যপূর্ণ।
তিন অক্ষর, তিনটি প্রক্রিয়া
চিত্রগুলিতে T জংশনগুলি সবচেয়ে বেশি প্রচলিত ছিল। এই ফলাফলটি পৃথিবীতে ভাঙনের তদন্তের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ এবং অবাক করার মতো নয়, জেরোলম্যাক বলেছেন, কারণ এই জংশনগুলি একটি মৌলিক প্রক্রিয়া থেকে তৈরি হয়: একটি নতুন ফাটল একটি পুরানো ফাটলের সাথে সংযুক্ত হয়ে থেমে যায়। “এটি এমন কিছুর সবচেয়ে সাধারণ ধরণ যা কেবল ভেঙে যায় এবং ভেঙে যায়,” জেরোলম্যাক ব্যাখ্যা করেছিলেন। একটি কাদা সমভূমি যা একবার ভেজা ছিল এবং পরে সময়ের সাথে সাথে শুকিয়ে যায়, সেখানে T জংশন দ্বারা প্রাধান্য পাবে।
অন্যদিকে, Y জংশনগুলি কম সাধারণ ছিল এবং শুকানোর এবং ভেজা হওয়ার পর্যায়ক্রমিক সময়কাল অনুভব করা ভূমিরূপে ঘটতে থাকে, দলটি দেখিয়েছে। ল্যাবরেটরির ফলাফল এই ফলাফলকে সমর্থন করে: ২০১০ সালে, আরেকটি গবেষণা দল বারবার শুকানোর এবং ভেজানোর চক্রের মধ্য দিয়ে কাদামাটির টাইম-ল্যাপস ফটোগ্রাফি প্রকাশ করে এবং T জংশনগুলিকে Y জংশনে রূপান্তরিত করে।
যুক্তরাজ্যের নটিংহাম ট্রেন্ট বিশ্ববিদ্যালয়ের পদার্থবিদ এবং সেই গবেষণার প্রধান লেখক লুকাস গোহরিং বলেন, আংশিকভাবে কিন্তু সম্পূর্ণরূপে সুস্থ না হওয়া T জংশনের মধ্য দিয়ে ফাটলের বিস্তার গোলাকার কোণ তৈরি করে। “সময়ের সাথে সাথে, সেই কোণটি Y-এর মতো আকৃতিতে টেনে আনা হবে।”
যদিও Y জংশনগুলি অগত্যা জলের উপস্থিতি নির্দেশ করে না – উদাহরণস্বরূপ, এই বৈশিষ্ট্যগুলি বেসাল্ট স্তম্ভগুলিতেও তৈরি হয় – গবেষকদের মতে, তারা ইঙ্গিত দেয় যে একটি ভূদৃশ্যে জলের টেকসই উপস্থিতি থাকতে পারে।
X জংশনগুলি তিনটির মধ্যে বিরল প্রমাণিত হয়েছে। দলটি X জংশনগুলি দেখেছিল – যেখানে একটি নতুন ফাটল একটি পুরানো ফাটলের মধ্য দিয়ে চলে – শুধুমাত্র ইউরোপায়। “সাধারণত, একটি ফাটল দুটি পৃষ্ঠকে পরিষ্কারভাবে পৃথক করে,” গোহরিং বলেন। কিন্তু একটি X জংশন প্রমাণ করে যে পূর্ববর্তী একটি ফাটল সেরে গেছে, যার ফলে একটি ছোট ফাটল মূলত বাধা ছাড়াই এটি জুড়ে ছড়িয়ে পড়তে পারে। “এটি এমন আচরণ করছে যেন সেই পুরনো ফাটলটি সেখানে নেই,” জেরোলম্যাক বলেন।
জলের বরফ এমন একটি উপাদান যা নিজেকে নিরাময় করে এবং ইউরোপা এই জিনিসের খোলসের মধ্যে আবৃত বলে পরিচিত। গবেষকরা উপসংহারে এসেছেন যে X জংশনগুলি চিহ্নিত করা হিমায়িত জলের উপস্থিতি বোঝায়।
সিনেমা তৈরি
ডোমোকোস, জেরোলম্যাক এবং তাদের ছাত্ররা পরবর্তীতে ফ্র্যাকচারিংয়ের একটি জ্যামিতিক মডেল তৈরি করেছিলেন। লক্ষ্য ছিল T, Y এবং X জংশন গঠনের সাথে জড়িত ভৌত প্রক্রিয়াগুলিকে এনকোড করে গাণিতিক অভিব্যক্তি তৈরি করা এবং তারপরে, একটি গ্রহের পৃষ্ঠের একক চিত্রের ভিত্তিতে, সময়ের সাথে সাথে ফ্র্যাকচারের একটি সমষ্টি কীভাবে বিকশিত হবে তা মডেল করা।
ডোমোকোস বলেন, এই ধরনের একটি সিনেমা আবার চালানো ফাটল গঠনের অন্তর্নিহিত ভূতাত্ত্বিক প্রক্রিয়া সম্পর্কে কিছু প্রকাশ করতে পারে। এটি কেবল আমাদের নিজস্ব গ্রহ নয়, অন্যান্য পৃথিবীকেও বোঝার জন্য শক্তিশালী। “আমাদের কাছে এই ধরণের সিনেমা নেই, এমনকি পৃথিবীতেও নয়।”
গবেষকরা দেখিয়েছেন যে তাদের মডেলটি তাদের পর্যবেক্ষণ করা ফ্র্যাকচার মোজাইকের সম্পূর্ণ পরিসর সঠিকভাবে পুনরুত্পাদন করতে পারে। জেরোলম্যাক বলেন, এই মডেলের উপযোগিতা যাচাই করার জন্য এটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। “আমরা ফ্র্যাকচারিং মহাবিশ্বের একটি খেলনা মডেল তৈরি করেছি। ফাটল ধরণগুলির প্রকৃত মহাবিশ্ব মেনে চলতে পেরে খুশি বলে মনে হচ্ছে।”
এই মডেলটি পরীক্ষা করার জন্য আরও পরীক্ষামূলক তথ্যের প্রয়োজন হবে যা দেখায় যে প্রকৃত ফ্র্যাকচার কীভাবে বিকশিত হয়, গোহরিং বলেন। এই ধরনের তথ্য সংগ্রহ করা প্রযুক্তিগতভাবে চ্যালেঞ্জিং নয়, তবে এটি শ্রমসাধ্য হতে পারে: গোহরিং এবং তার দল কয়েক মাস ধরে পর্যবেক্ষণ করেছেন যে শুকানোর এবং ভেজানোর 25টি চক্রের প্রতিক্রিয়ায় কাদামাটি কীভাবে ভাঙে। “এটি করা বেশ ক্লান্তিকর পরীক্ষা,” তিনি বলেন।
কিন্তু এই ধরনের মডেল সৌরজগতের অতীতের উপর গুরুত্বপূর্ণ আলোকপাত করতে পারে, নিউ মেক্সিকোর লস আলামোস ন্যাশনাল ল্যাবরেটরির একজন গ্রহ বিজ্ঞানী নিনা ল্যানজা বলেন, যিনি গবেষণায় জড়িত ছিলেন না। উদাহরণস্বরূপ, দীর্ঘ সময় ধরে কোথাও জল টিকে ছিল কিনা তা বোঝা ভূতাত্ত্বিক পরিবেশ সম্পর্কে কিছু বলে, তিনি বলেন। “এখন আমরা সময়ের সাথে সাথে একটি গ্রহের আরও জটিল চিত্র পাচ্ছি।”
ডোমোকোস, জেরোলম্যাক এবং তাদের ছাত্ররা তাদের সমস্ত ফ্র্যাকচার মোজাইক ম্যানুয়ালি বিশ্লেষণ করেছেন। তবে, ভবিষ্যতের তদন্তগুলি কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা এবং মেশিন লার্নিংয়ের উপর নির্ভর করতে পারে, যা কেবল মুষ্টিমেয় ফ্র্যাকচার মোজাইক নয়, বরং হাজার হাজার অনুসন্ধান করা সম্ভব করবে।
সূত্র: EOS সায়েন্স নিউজ / ডিগপু নিউজটেক্স