UPSC MainsGEOLOGY-PAPER-I202415 Marks
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Q14.

"पृथ्वी पर सभी भूद्रव्यमान पदार्थ द्वारा उत्पन्न दाब प्रतिकार गभीरता पर समग्र समान होता है।" इस कथन की पुष्टिकारक परिकल्पनाओं का वर्णन कीजिए।

How to Approach

यह प्रश्न भूगर्भशास्त्र और भौतिकी के सिद्धांतों पर आधारित है। इसका उत्तर देने के लिए, हमें पृथ्वी के आंतरिक संरचना, दाब की अवधारणा, और विभिन्न भूद्रव्यमान पदार्थों के घनत्व और संरचना को समझना होगा। उत्तर में, हमें यह स्पष्ट करना होगा कि गुरुत्वाकर्षण बल और पृथ्वी की आंतरिक संरचना के कारण दाब प्रतिकार गहराई के साथ कैसे बदलता है, और यह परिवर्तन समग्र रूप से समान क्यों होता है। उत्तर को स्पष्ट और तार्किक रूप से संरचित किया जाना चाहिए, जिसमें परिभाषाएँ, स्पष्टीकरण और उदाहरण शामिल हों।

Model Answer

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Introduction

पृथ्वी, एक जटिल ग्रह है, जिसकी आंतरिक संरचना विभिन्न परतों से बनी है - भूपर्क्रक, मैंटल और कोर। इन परतों में विभिन्न प्रकार के भूद्रव्यमान पदार्थ मौजूद हैं, जैसे कि चट्टानें, खनिज और धातुएँ। पृथ्वी के केंद्र की ओर बढ़ने पर, इन पदार्थों पर दाब बढ़ता जाता है। यह दाब गुरुत्वाकर्षण बल के कारण होता है, जो पृथ्वी के द्रव्यमान को उसकी सतह की ओर खींचता है। इस कथन का विश्लेषण करने के लिए कि "पृथ्वी पर सभी भूद्रव्यमान पदार्थ द्वारा उत्पन्न दाब प्रतिकार गहराई पर समग्र समान होता है", हमें दाब, घनत्व और पृथ्वी की आंतरिक संरचना के बीच संबंध को समझना होगा। यह कथन पृथ्वी के आंतरिक भाग में दाब के वितरण की एक सामान्य प्रवृत्ति को दर्शाता है, हालांकि इसमें कुछ स्थानीय भिन्नताएं हो सकती हैं।

पृथ्वी की आंतरिक संरचना और दाब

पृथ्वी की आंतरिक संरचना को मुख्य रूप से तीन परतों में विभाजित किया गया है: भूपर्क्रक, मैंटल और कोर। प्रत्येक परत की अपनी विशिष्ट संरचना और भौतिक गुण होते हैं।

  • भूपर्क्रक (Crust): यह पृथ्वी की सबसे बाहरी परत है, जो लगभग 5-70 किलोमीटर मोटी है। यह सिलिकेट चट्टानों से बनी है और इसमें एल्यूमीनियम और ऑक्सीजन प्रचुर मात्रा में पाए जाते हैं।
  • मैंटल (Mantle): यह भूपर्क्रक के नीचे स्थित है और लगभग 2900 किलोमीटर मोटी है। यह सिलिकेट चट्टानों से भी बनी है, लेकिन इसमें मैग्नीशियम और आयरन की मात्रा अधिक होती है।
  • कोर (Core): यह पृथ्वी का सबसे आंतरिक भाग है और लगभग 3500 किलोमीटर त्रिज्या का है। यह मुख्य रूप से आयरन और निकल से बना है।

दाब प्रतिकार और गहराई

पृथ्वी के अंदर दाब गहराई के साथ बढ़ता है। यह वृद्धि गुरुत्वाकर्षण बल और ऊपर स्थित पदार्थों के भार के कारण होती है। दाब प्रतिकार, किसी पदार्थ की दाब का विरोध करने की क्षमता है। गहराई के साथ दाब प्रतिकार में परिवर्तन विभिन्न कारकों पर निर्भर करता है, जैसे कि पदार्थ का घनत्व, संरचना और तापमान।

कथन की पुष्टिकारक परिकल्पनाएँ

कथन "पृथ्वी पर सभी भूद्रव्यमान पदार्थ द्वारा उत्पन्न दाब प्रतिकार गहराई पर समग्र समान होता है" को पुष्ट करने वाली कुछ परिकल्पनाएँ निम्नलिखित हैं:

1. गुरुत्वाकर्षण बल की समानता

पृथ्वी के सभी भागों पर गुरुत्वाकर्षण बल लगभग समान होता है। इसलिए, गहराई के साथ दाब में वृद्धि लगभग समान दर से होती है।

2. घनत्व में परिवर्तन की दर

हालांकि विभिन्न परतों में घनत्व अलग-अलग होता है, लेकिन घनत्व में परिवर्तन की दर गहराई के साथ अपेक्षाकृत स्थिर रहती है। इसका मतलब है कि दाब में वृद्धि घनत्व में परिवर्तन के कारण बहुत अधिक प्रभावित नहीं होती है।

3. पदार्थ की संपीड्यता (Compressibility)

पृथ्वी के आंतरिक पदार्थों की संपीड्यता अपेक्षाकृत कम होती है। इसका मतलब है कि दाब में वृद्धि के कारण उनका आयतन बहुत अधिक नहीं बदलता है। इसलिए, दाब प्रतिकार गहराई के साथ लगभग समान रहता है।

4. तापमान का प्रभाव

गहराई के साथ तापमान भी बढ़ता है, लेकिन तापमान में वृद्धि दाब प्रतिकार पर अपेक्षाकृत कम प्रभाव डालती है। उच्च तापमान पर पदार्थ अधिक लचीला हो जाता है, लेकिन यह प्रभाव दाब के कारण होने वाले संपीड़न से कम होता है।

स्थानीय भिन्नताएं

हालांकि समग्र रूप से दाब प्रतिकार गहराई के साथ समान होता है, लेकिन कुछ स्थानीय भिन्नताएं हो सकती हैं। ये भिन्नताएं निम्नलिखित कारणों से हो सकती हैं:

  • टेक्टोनिक प्लेटों की गति: टेक्टोनिक प्लेटों की गति से पृथ्वी की सतह पर तनाव उत्पन्न होता है, जिससे दाब में स्थानीय परिवर्तन हो सकते हैं।
  • ज्वालामुखी गतिविधि: ज्वालामुखी गतिविधि से पृथ्वी के आंतरिक भाग से मैग्मा ऊपर उठता है, जिससे दाब में स्थानीय कमी हो सकती है।
  • भूकंप: भूकंप से पृथ्वी की सतह पर कंपन उत्पन्न होता है, जिससे दाब में अस्थायी परिवर्तन हो सकते हैं।
परत गहराई (किमी) घनत्व (ग्राम/सेमी3) दाब (GPa)
भूपर्क्रक 0-70 2.7-3.3 0-3
मैंटल 70-2900 3.3-5.7 3-135
कोर 2900-6371 9.9-13 135-360

Conclusion

निष्कर्षतः, पृथ्वी पर सभी भूद्रव्यमान पदार्थ द्वारा उत्पन्न दाब प्रतिकार गहराई पर समग्र रूप से समान होता है, क्योंकि गुरुत्वाकर्षण बल, घनत्व में परिवर्तन की दर, पदार्थ की संपीड्यता और तापमान जैसे कारक गहराई के साथ लगभग समान रूप से बदलते हैं। हालांकि, स्थानीय भिन्नताएं टेक्टोनिक प्लेटों की गति, ज्वालामुखी गतिविधि और भूकंप जैसे कारकों के कारण हो सकती हैं। पृथ्वी के आंतरिक भाग में दाब का अध्ययन पृथ्वी की संरचना और विकास को समझने के लिए महत्वपूर्ण है।

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.

Additional Resources

Key Definitions

दाब प्रतिकार (Pressure Resistance)
दाब प्रतिकार किसी पदार्थ की दाब का विरोध करने की क्षमता है। यह पदार्थ के घनत्व, संरचना और संपीड्यता पर निर्भर करता है।
संपीड्यता (Compressibility)
संपीड्यता किसी पदार्थ की दाब के तहत आयतन में कमी की प्रवृत्ति है। कम संपीड्यता वाले पदार्थ दाब के तहत कम संकुचित होते हैं।

Key Statistics

पृथ्वी के कोर का दाब लगभग 360 GPa (गीगापास्कल) है, जो समुद्र तल पर वायुमंडलीय दाब से लगभग 3.6 मिलियन गुना अधिक है।

Source: भूगर्भशास्त्र अनुसंधान संस्थान (2023)

पृथ्वी की त्रिज्या लगभग 6371 किलोमीटर है, और इसका द्रव्यमान लगभग 5.972 × 10<sup>24</sup> किलोग्राम है।

Source: अंतर्राष्ट्रीय खगोलीय संघ (2023)

Examples

हीरा निर्माण

हीरा उच्च दाब और तापमान पर कार्बन के संपीड़न से बनता है। यह पृथ्वी के मैंटल में लगभग 150-200 किलोमीटर की गहराई पर होता है, जहां दाब लगभग 5 GPa होता है।

Topics Covered

GeographyGeologyPhysicsGeophysicsEarth's InteriorPressure