Model Answer
0 min readIntroduction
भूगर्भशास्त्र में, चट्टानों पर लगने वाले बलों का अध्ययन अत्यंत महत्वपूर्ण है। ये बल चट्टानों के आकार और संरचना को बदलते हैं, जिससे विभिन्न भूवैज्ञानिक संरचनाओं का निर्माण होता है। प्रतिबल (stress) और तनाव (strain) दो मूलभूत अवधारणाएं हैं जो चट्टानों के व्यवहार को समझने में मदद करती हैं। प्रतिबल चट्टान पर लगने वाला बल है, जबकि तनाव उस बल के परिणामस्वरूप चट्टान में होने वाला विरूपण है। इन दोनों अवधारणाओं को दीर्घवृत्ताभों (ellipsoids) के माध्यम से दर्शाया जा सकता है, जो चट्टान के भीतर प्रतिबल की दिशा और परिमाण को स्पष्ट रूप से दिखाते हैं।
प्रतिबल (Stress)
प्रतिबल को प्रति इकाई क्षेत्रफल पर लगने वाले बल के रूप में परिभाषित किया जाता है। यह एक सदिश राशि है, जिसका परिमाण और दिशा दोनों होते हैं। प्रतिबल तीन मुख्य प्रकार के होते हैं:
- संपीडन प्रतिबल (Compressional Stress): यह चट्टान को संकुचित करने की दिशा में लगने वाला बल है।
- तनाव प्रतिबल (Tensile Stress): यह चट्टान को खींचने या विस्तारित करने की दिशा में लगने वाला बल है।
- अपरूपण प्रतिबल (Shear Stress): यह चट्टान के समानांतर लगने वाला बल है, जो चट्टान की परतों को खिसकाने का कारण बनता है।
तनाव (Strain)
तनाव प्रतिबल के परिणामस्वरूप चट्टान में होने वाला विरूपण है। यह एक अदिश राशि है, जिसका केवल परिमाण होता है। तनाव तीन प्रकार के होते हैं:
- संकोचन (Compression): चट्टान का छोटा होना।
- विस्तार (Extension): चट्टान का लंबा होना।
- अपरूपण (Shear): चट्टान की परतों का खिसकना।
प्रतिबल और तनाव दीर्घवृत्ताभ (Stress and Strain Ellipsoids)
प्रतिबल और तनाव दीर्घवृत्ताभों का उपयोग चट्टान के भीतर प्रतिबल और तनाव की स्थिति को दर्शाने के लिए किया जाता है। ये दीर्घवृत्ताभ तीन अक्षों द्वारा परिभाषित होते हैं:
- σ1 (सिग्मा 1): अधिकतम मुख्य प्रतिबल (maximum principal stress)
- σ2 (सिग्मा 2): मध्यवर्ती मुख्य प्रतिबल (intermediate principal stress)
- σ3 (सिग्मा 3): न्यूनतम मुख्य प्रतिबल (minimum principal stress)
प्रतिबल दीर्घवृत्ताभ का आकार चट्टान पर लगने वाले प्रतिबलों के परिमाण और दिशा पर निर्भर करता है। उदाहरण के लिए, यदि चट्टान पर समान रूप से सभी दिशाओं में प्रतिबल लग रहा है, तो प्रतिबल दीर्घवृत्ताभ एक गोले के समान होगा। यदि चट्टान पर एक दिशा में अधिक प्रतिबल लग रहा है, तो प्रतिबल दीर्घवृत्ताभ एक लम्बे आकार का होगा।
तनाव दीर्घवृत्ताभ प्रतिबल दीर्घवृत्ताभ के समान ही होता है, लेकिन यह चट्टान में होने वाले विरूपण को दर्शाता है। तनाव दीर्घवृत्ताभ का आकार चट्टान की सामग्री और प्रतिबल की स्थिति पर निर्भर करता है।
| विशेषता | प्रतिबल दीर्घवृत्ताभ | तनाव दीर्घवृत्ताभ |
|---|---|---|
| परिभाषा | चट्टान पर लगने वाले बलों का ज्यामितीय प्रतिनिधित्व | बल के परिणामस्वरूप चट्टान में होने वाले विरूपण का ज्यामितीय प्रतिनिधित्व |
| अक्ष | σ1, σ2, σ3 | ε1, ε2, ε3 (तनाव घटक) |
| उपयोग | भूवैज्ञानिक संरचनाओं के निर्माण को समझने में | चट्टानों के यांत्रिक गुणों का विश्लेषण करने में |
उदाहरण: भूकंपीय क्षेत्रों में, प्रतिबल दीर्घवृत्ताभों का उपयोग प्लेट विवर्तनिकी के कारण चट्टानों पर लगने वाले प्रतिबलों को समझने के लिए किया जाता है।
Conclusion
प्रतिबल और तनाव दीर्घवृत्ताभ भूगर्भशास्त्र में महत्वपूर्ण उपकरण हैं जो चट्टानों के व्यवहार को समझने और भूवैज्ञानिक संरचनाओं के निर्माण की व्याख्या करने में मदद करते हैं। इन अवधारणाओं का उपयोग भूकंप, ज्वालामुखी और अन्य भूवैज्ञानिक आपदाओं के जोखिम का आकलन करने के लिए भी किया जा सकता है। भूगर्भशास्त्री इन दीर्घवृत्ताभों का विश्लेषण करके पृथ्वी की आंतरिक प्रक्रियाओं के बारे में महत्वपूर्ण जानकारी प्राप्त कर सकते हैं।
Answer Length
This is a comprehensive model answer for learning purposes and may exceed the word limit. In the exam, always adhere to the prescribed word count.