UPSC MainsGEOLOGY-PAPER-II202415 Marks
Q29.

Question 29

मुख्य, गौण तथा सूक्ष्ममात्रिक तत्त्वों की परिभाषा दीजिए। लिथोफाइल, चाल्कोफाइल, साइडरोफाइल व एट्मोफाइल तत्त्वों की विशेषताओं को उदाहरणों सहित संक्षेप में लिखिए । सूक्ष्ममात्रिक तत्त्व, भूप्रक्रम को समझने में मुख्य तत्त्वों से ज्यादा प्रभावी क्यों माने जाते हैं ?

How to Approach

इस प्रश्न का उत्तर देने के लिए, सबसे पहले मुख्य, गौण और सूक्ष्ममात्रिक तत्वों की परिभाषाओं को स्पष्ट रूप से देना होगा। फिर, लिथोफाइल, चाल्कोफाइल, साइडरोफाइल और एट्मोफाइल तत्वों की विशेषताओं को उदाहरणों के साथ संक्षेप में बताना होगा। अंत में, सूक्ष्ममात्रिक तत्वों के महत्व को भूप्रक्रम को समझने में मुख्य तत्वों से अधिक प्रभावी होने के कारणों के साथ स्पष्ट करना होगा। उत्तर को तार्किक क्रम में प्रस्तुत करना और भूविज्ञान के सिद्धांतों का उपयोग करना महत्वपूर्ण है।

Model Answer

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Introduction

पृथ्वी की संरचना विभिन्न तत्वों से मिलकर बनी है, जिन्हें उनकी प्रचुरता के आधार पर मुख्य, गौण और सूक्ष्ममात्रिक तत्वों में वर्गीकृत किया जाता है। ये तत्व पृथ्वी के विभिन्न भागों - जैसे कि क्रस्ट, मैंटल और कोर - की संरचना और गुणों को निर्धारित करते हैं। कुछ तत्व विशेष भू-रासायनिक वातावरण में केंद्रित होते हैं, जिन्हें लिथोफाइल, चाल्कोफाइल, साइडरोफाइल और एट्मोफाइल के रूप में जाना जाता है। सूक्ष्ममात्रिक तत्व, भले ही उनकी मात्रा कम हो, भूप्रक्रम की उत्पत्ति और विकास को समझने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।

मुख्य, गौण तथा सूक्ष्ममात्रिक तत्वों की परिभाषा

मुख्य तत्व: ये तत्व पृथ्वी के कुल द्रव्यमान का 98.5% से अधिक बनाते हैं। इनमें लोहा (Fe), ऑक्सीजन (O), सिलिकॉन (Si), मैग्नीशियम (Mg), सल्फर (S), निकल (Ni), कैल्शियम (Ca) और एल्यूमीनियम (Al) शामिल हैं।

गौण तत्व: ये तत्व पृथ्वी के कुल द्रव्यमान का 1.5% से कम बनाते हैं। इनमें सोडियम (Na), पोटेशियम (K), टाइटेनियम (Ti), हाइड्रोजन (H), फास्फोरस (P), मैंगनीज (Mn) और कार्बन (C) शामिल हैं।

सूक्ष्ममात्रिक तत्व: ये तत्व पृथ्वी के कुल द्रव्यमान का 0.1% से भी कम बनाते हैं। इनमें तांबा (Cu), जस्ता (Zn), सीसा (Pb), सोना (Au), चांदी (Ag), यूरेनियम (U) और थोरियम (Th) शामिल हैं।

लिथोफाइल, चाल्कोफाइल, साइडरोफाइल व एट्मोफाइल तत्वों की विशेषताएं

तत्वों को उनकी रासायनिक बंध बनाने की प्रवृत्ति के आधार पर वर्गीकृत किया जाता है:

  • लिथोफाइल (Lithophile): ये तत्व सिलिकेट्स के साथ बंध बनाने की प्रवृत्ति रखते हैं और पृथ्वी के क्रस्ट और मैंटल में पाए जाते हैं। उदाहरण: सोडियम (Na), पोटेशियम (K), एल्यूमीनियम (Al)।
  • चाल्कोफाइल (Chalcophile): ये तत्व सल्फर के साथ बंध बनाने की प्रवृत्ति रखते हैं और सल्फाइड खनिजों में पाए जाते हैं। उदाहरण: तांबा (Cu), जस्ता (Zn), सीसा (Pb)।
  • साइडरोफाइल (Siderophile): ये तत्व लोहे के साथ बंध बनाने की प्रवृत्ति रखते हैं और पृथ्वी के कोर में पाए जाते हैं। उदाहरण: निकल (Ni), प्लैटिनम (Pt)।
  • एट्मोफाइल (Atmophile): ये तत्व गैसों के रूप में पाए जाते हैं और पृथ्वी के वायुमंडल में केंद्रित होते हैं। उदाहरण: नाइट्रोजन (N), ऑक्सीजन (O), आर्गन (Ar)।

सूक्ष्ममात्रिक तत्व, भूप्रक्रम को समझने में मुख्य तत्वों से ज्यादा प्रभावी क्यों माने जाते हैं?

सूक्ष्ममात्रिक तत्व, भले ही उनकी मात्रा कम हो, भूप्रक्रम को समझने में मुख्य तत्वों से अधिक प्रभावी माने जाते हैं, इसके निम्नलिखित कारण हैं:

  • भू-रासायनिक मार्कर: सूक्ष्ममात्रिक तत्वों का वितरण और संघनन विशिष्ट भू-रासायनिक प्रक्रियाओं और घटनाओं को इंगित करता है, जैसे कि ज्वालामुखी गतिविधि, हाइड्रोथर्मल गतिविधि और तलछटी प्रक्रियाओं।
  • डेटिंग: रेडियोधर्मी सूक्ष्ममात्रिक तत्वों (जैसे यूरेनियम, थोरियम) का उपयोग चट्टानों और खनिजों की आयु निर्धारित करने के लिए किया जाता है, जो पृथ्वी के इतिहास को समझने में मदद करता है।
  • स्रोत ट्रैकिंग: सूक्ष्ममात्रिक तत्वों के आइसोटोपिक अनुपात का उपयोग तलछटों और ज्वालामुखीय चट्टानों के स्रोत को ट्रैक करने के लिए किया जा सकता है।
  • खनिज अन्वेषण: सूक्ष्ममात्रिक तत्वों की असामान्य सांद्रता खनिज जमाओं का संकेत दे सकती है, जो खनिज अन्वेषण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है।

उदाहरण के लिए, दुर्लभ पृथ्वी तत्वों (Rare Earth Elements - REE) का वितरण भूप्रक्रम की उत्पत्ति और विकास के बारे में महत्वपूर्ण जानकारी प्रदान करता है।

Conclusion

संक्षेप में, मुख्य, गौण और सूक्ष्ममात्रिक तत्वों का वर्गीकरण पृथ्वी की संरचना और गुणों को समझने के लिए महत्वपूर्ण है। लिथोफाइल, चाल्कोफाइल, साइडरोफाइल और एट्मोफाइल तत्वों की विशेषताओं का ज्ञान विभिन्न भू-रासायनिक प्रक्रियाओं को समझने में सहायक है। सूक्ष्ममात्रिक तत्व, अपनी कम मात्रा के बावजूद, भूप्रक्रम को समझने में मुख्य तत्वों से अधिक प्रभावी होते हैं क्योंकि वे भू-रासायनिक मार्कर, डेटिंग उपकरण और स्रोत ट्रैकिंग के लिए उपयोगी होते 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.

Additional Resources

Key Definitions

भू-रसायन (Geochemistry)
भू-रसायन पृथ्वी के रासायनिक संगठन और प्रक्रियाओं का अध्ययन है। यह पृथ्वी के विभिन्न भागों में तत्वों और आइसोटोपों के वितरण और व्यवहार को समझने में मदद करता है।
आइसोटोप (Isotope)
आइसोटोप एक ही तत्व के परमाणु होते हैं जिनमें प्रोटॉन की संख्या समान होती है, लेकिन न्यूट्रॉन की संख्या भिन्न होती है। आइसोटोप का उपयोग भू-वैज्ञानिक डेटिंग और ट्रेसर के रूप में किया जाता है।

Key Statistics

पृथ्वी के क्रस्ट में ऑक्सीजन का प्रतिशत लगभग 46.6% है, जो इसे सबसे प्रचुर तत्व बनाता है। सिलिकॉन लगभग 27.7% के साथ दूसरा सबसे प्रचुर तत्व है। (2023 तक उपलब्ध डेटा)

Source: CRC Handbook of Chemistry and Physics

पृथ्वी के कोर में लोहे का अनुमानित द्रव्यमान 1.88 × 10^24 किलोग्राम है, जो पृथ्वी के कुल द्रव्यमान का लगभग 32.5% है। (2022 तक उपलब्ध डेटा)

Source: American Geophysical Union

Examples

किम्बरलाइट पाइप (Kimberlite Pipes)

किम्बरलाइट पाइप ज्वालामुखी चट्टानों की ऊर्ध्वाधर संरचनाएं हैं जो हीरे और अन्य मूल्यवान खनिजों को पृथ्वी की सतह पर लाती हैं। इन पाइपों में सूक्ष्ममात्रिक तत्वों की असामान्य सांद्रता पाई जाती है, जो हीरे के निर्माण और परिवहन की प्रक्रियाओं को समझने में मदद करती है।