UPSC MainsGEOLOGY-PAPER-I202515 Marks
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Q14.

विकृति विश्लेषण किस प्रकार शैल विरूपण की प्रकृति को समझने में मदद करता है । द्विआयामी विकृति का आकलन करने के लिये केन्द्र से केन्द्र विधि की विवेचना कीजिये ।

How to Approach

इस प्रश्न का उत्तर देने के लिए, सबसे पहले विकृति विश्लेषण की परिभाषा और भूवैज्ञानिक संदर्भ में इसके महत्व को स्पष्ट करना होगा। इसके बाद, यह समझाना होगा कि यह शैल विरूपण को समझने में कैसे मदद करता है। दूसरे भाग में, द्विआयामी विकृति के आकलन के लिए "केन्द्र से केन्द्र विधि" का विस्तार से वर्णन करना होगा, जिसमें इसकी कार्यप्रणाली, उपयोगिता और सीमाओं को शामिल किया जाएगा।

Model Answer

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Introduction

विकृति विश्लेषण संरचनात्मक भूविज्ञान का एक महत्वपूर्ण पहलू है जो शैल विरूपण की मात्रा, ज्यामिति और गतिशीलता का अध्ययन करता है। पृथ्वी की पपड़ी में टेक्टोनिक बल, गुरुत्वाकर्षण और अन्य भूवैज्ञानिक प्रक्रियाओं के कारण चट्टानें विकृत होती हैं, जिससे वलन, भ्रंश और शीयर जोन जैसी संरचनाएं बनती हैं। विकृति विश्लेषण इन संरचनाओं के गठन के पीछे के यांत्रिक सिद्धांतों को समझने में मदद करता है, जिससे पृथ्वी के भीतर होने वाली प्रक्रियाओं की गहरी अंतर्दृष्टि मिलती है। यह हमें प्राचीन और आधुनिक टेक्टोनिक घटनाओं को समझने में सक्षम बनाता है, खनिज भंडारों के अन्वेषण और भूवैज्ञानिक खतरों के मूल्यांकन के लिए महत्वपूर्ण जानकारी प्रदान करता है।

विकृति विश्लेषण किस प्रकार शैल विरूपण की प्रकृति को समझने में मदद करता है?

विकृति विश्लेषण भूवैज्ञानिकों को शैल विरूपण की प्रकृति को कई तरीकों से समझने में मदद करता है:

  • विरूपण की मात्रा का निर्धारण: यह विकृति की डिग्री को मापने में सक्षम बनाता है, जैसे कि किसी चट्टान में कितनी लंबाई या आयतन परिवर्तन हुआ है। इससे पता चलता है कि चट्टान पर कितना तनाव लगा था।
  • विरूपण की ज्यामिति का अध्ययन: यह विकृति की स्थानिक व्यवस्था को समझने में मदद करता है, जैसे कि विरूपण के दौरान चट्टान की किस दिशा में विकृति हुई और इससे कौन सी संरचनाएं (जैसे वलन या भ्रंश) बनीं।
  • विरूपण की गतिशीलता का विश्लेषण: विकृति विश्लेषण के माध्यम से, भूवैज्ञानिक यह अनुमान लगा सकते हैं कि विरूपण कितनी तेजी से हुआ (विरूपण दर) और यह किस प्रकार के तनाव क्षेत्र (जैसे संपीड़न, तनाव या कतरनी) के तहत हुआ।
  • विरूपण तंत्रों की पहचान: यह चट्टानों में विरूपण के लिए जिम्मेदार सूक्ष्म और मैक्रो-स्तर के तंत्रों को समझने में मदद करता है, जैसे कि भंगुर विरूपण (भ्रंश) या नमनीय विरूपण (वलन)।
  • पुराने टेक्टोनिक तनाव क्षेत्रों का पुनर्निर्माण: विकृत चट्टानों का विश्लेषण करके, भूवैज्ञानिक अतीत में सक्रिय टेक्टोनिक शक्तियों की दिशा और परिमाण का पुनर्निर्माण कर सकते हैं, जिससे पृथ्वी के भूवैज्ञानिक इतिहास को समझने में मदद मिलती है।
  • खनिज भंडारों के अन्वेषण में उपयोगिता: कई खनिज भंडार विकृत क्षेत्रों से जुड़े होते हैं, और विकृति विश्लेषण इन संरचनाओं को समझने और संभावित खनिज-असर वाले क्षेत्रों की पहचान करने में मदद करता है।

द्विआयामी विकृति का आकलन करने के लिये केन्द्र से केन्द्र विधि की विवेचना

केन्द्र से केन्द्र विधि (Center-to-Center Method) द्विआयामी विकृति का आकलन करने के लिए उपयोग की जाने वाली एक सामान्य विधि है, विशेषकर जब चट्टान में अंडाकार या गोलाकार विकृति मार्कर मौजूद हों। यह विधि मूल रूप से उन कणों या संरचनाओं के विरूपण का विश्लेषण करती है जो विरूपण से पहले गोलाकार या लगभग गोलाकार थे।

विधि की कार्यप्रणाली:

  1. मार्करों का चयन: इस विधि में, अध्ययन की जा रही चट्टान के भीतर स्थित गोलाकार या अंडाकार आकृतियों जैसे जीवाश्म, कंकड़, ऊलाइट्स या अन्य फेनोक्रिस्ट्स को विकृति मार्कर के रूप में चुना जाता है। यह महत्वपूर्ण है कि विरूपण से पहले ये मार्कर गोलाकार रहे हों।
  2. केन्द्रों की पहचान: प्रत्येक विकृत मार्कर के केन्द्र बिंदु को चिह्नित किया जाता है।
  3. दूरी मापन: विकृति से पहले और बाद में मार्करों के केन्द्रों के बीच की दूरी को मापा जाता है। एक अनविकृत क्षेत्र से प्राप्त डेटा का उपयोग मूल दूरियों का अनुमान लगाने के लिए किया जा सकता है।
  4. विरूपण दिशाओं का निर्धारण: दो मार्करों के केन्द्रों को जोड़ने वाली रेखा की लंबाई और अभिविन्यास (दिशा) को विरूपण से पहले और बाद में मापा जाता है।
  5. स्ट्रेन एलिप्सॉइड का निर्माण: इन मापों का उपयोग करके, एक स्ट्रेन एलिप्सॉइड (विकृति दीर्घवृत्ताभ) की गणना की जाती है। द्विआयामी संदर्भ में, यह एक स्ट्रेन एलिप्स (विकृति दीर्घवृत्त) होता है, जो यह दर्शाता है कि मूल रूप से गोलाकार मार्कर विरूपण के बाद कैसे विकृत हो गया है। इस दीर्घवृत्त की प्रमुख और लघु अक्षों की लंबाई और अभिविन्यास विरूपण की मात्रा और दिशा को दर्शाते हैं।
  6. विश्लेषण और व्याख्या: प्राप्त स्ट्रेन एलिप्स के मापदंडों (जैसे प्रमुख और लघु अक्षों की लंबाई का अनुपात, जिसे R_s कहा जाता है, और प्रमुख अक्ष का अभिविन्यास) का उपयोग चट्टान पर लगने वाले क्षेत्रीय तनाव और विरूपण की प्रकृति को समझने के लिए किया जाता है।

केन्द्र से केन्द्र विधि की उपयोगिता:

  • यह उन चट्टानों में विशेष रूप से उपयोगी है जहां व्यक्तिगत कणों को मापना मुश्किल हो सकता है लेकिन उनके केन्द्रों की पहचान की जा सकती है।
  • यह अपेक्षाकृत सरल और सीधी विधि है।
  • यह विधि सजातीय विरूपण के आकलन के लिए विशेष रूप से उपयुक्त है।

केन्द्र से केन्द्र विधि की सीमाएँ:

  • प्रारंभिक ज्यामिति की धारणा: यह विधि इस धारणा पर आधारित है कि विरूपण से पहले मार्कर गोलाकार थे। यदि वे मूल रूप से अंडाकार थे, तो परिणाम अविश्वसनीय हो सकते हैं।
  • गैर-सजातीय विकृति: यदि विकृति सजातीय नहीं है (यानी, विकृति चट्टान के भीतर एक समान नहीं है), तो यह विधि सटीक परिणाम नहीं दे सकती है।
  • मार्करों का अभाव: यदि चट्टान में उपयुक्त विकृति मार्कर नहीं हैं, तो इस विधि का उपयोग नहीं किया जा सकता है।
  • कणों का घूमना: विरूपण के दौरान मार्कर कणों के घूमने से परिणाम जटिल हो सकते हैं।

सारांश में, केन्द्र से केन्द्र विधि एक मूल्यवान उपकरण है जो भूवैज्ञानिकों को द्विआयामी विकृति का आकलन करने और चट्टानों में विरूपण की प्रकृति को समझने में मदद करता है, बशर्ते इसकी सीमाओं को ध्यान में रखा जाए।

Conclusion

विकृति विश्लेषण संरचनात्मक भूविज्ञान का आधारशिला है, जो हमें शैल विरूपण की मात्रा, ज्यामिति और गतिशीलता को समझने में सक्षम बनाता है। यह पृथ्वी के टेक्टोनिक इतिहास, खनिज भंडारों के गठन और भूवैज्ञानिक खतरों के मूल्यांकन के लिए महत्वपूर्ण अंतर्दृष्टि प्रदान करता है। केन्द्र से केन्द्र विधि जैसे विशिष्ट उपकरण द्विआयामी विकृति के आकलन के लिए एक व्यावहारिक दृष्टिकोण प्रदान करते हैं, खासकर जब गोलाकार मार्कर उपलब्ध हों। यद्यपि इसकी कुछ सीमाएँ हैं, यह विधि भूवैज्ञानिकों को चट्टानों के विरूपण इतिहास को समझने में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है, जो पृथ्वी की गतिशील प्रक्रियाओं की हमारी समझ को गहरा करती 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

विकृति (Strain)
विकृति किसी सामग्री में होने वाले आकार या आयतन में परिवर्तन का एक माप है, जो उस पर लगाए गए बल (तनाव) के कारण होता है। इसे आमतौर पर मूल आयामों के सापेक्ष परिवर्तन के रूप में व्यक्त किया जाता है। भूविज्ञान में, यह चट्टानों में विरूपण को संदर्भित करता है।
स्ट्रेन एलिप्सॉइड (Strain Ellipsoid)
स्ट्रेन एलिप्सॉइड एक गणितीय प्रतिनिधित्व है जो एक गोलाकार संदर्भ के विरूपण को दर्शाता है। यह विरूपण के बाद मूल रूप से गोलाकार इकाई में होने वाले आकार और अभिविन्यास में परिवर्तन को ग्राफिक रूप से प्रस्तुत करता है, जिससे विकृति की मात्रा और दिशा का पता चलता है।

Key Statistics

हाल के अध्ययनों से पता चलता है कि हिमालयी क्षेत्र में, क्रस्टल शॉर्टनिंग दरें लगभग 10-20 मिमी प्रति वर्ष हैं, जो इस क्षेत्र में तीव्र विकृति और विरूपण को दर्शाती हैं।

Source: भूभौतिकीय अध्ययन, 2023

वैश्विक स्तर पर, प्रमुख फॉल्ट जोन (जैसे सैन एंड्रियास फॉल्ट) के साथ विकृति दरें कुछ मिलीमीटर प्रति वर्ष से लेकर कुछ सेंटीमीटर प्रति वर्ष तक हो सकती हैं, जो भूकंपीय गतिविधि के उच्च जोखिम वाले क्षेत्रों का संकेत देती हैं।

Source: यूनाइटेड स्टेट्स जियोलॉजिकल सर्वे (USGS)

Examples

हिमालय पर्वत श्रृंखला का विरूपण

हिमालय पर्वत श्रृंखला भारतीय और यूरेशियन टेक्टोनिक प्लेटों के अभिसरण के कारण उत्पन्न तीव्र संपीड़न विकृति का एक उत्कृष्ट उदाहरण है। यहाँ की चट्टानों में बड़े पैमाने पर वलन और भ्रंश संरचनाएँ पाई जाती हैं, जो विकृति विश्लेषण के सिद्धांतों का प्रत्यक्ष प्रमाण हैं।

स्कैंडिनेवियाई शील्ड में ग्लेशियल आइसोसटेसी

अंतिम हिमयुग के दौरान बर्फ की चादरों के वजन से स्कैंडिनेवियाई शील्ड पर भारी विकृति हुई। बर्फ पिघलने के बाद, भूमि अभी भी ऊपर उठ रही है (आइसोसटेसी), जो अतीत में हुई विकृति और वर्तमान में हो रहे लोचदार सुधार का एक निरंतर उदाहरण है।

Frequently Asked Questions

भंगुर और नमनीय विरूपण में क्या अंतर है?

भंगुर विरूपण (Brittle deformation) तब होता है जब चट्टानें फ्रैक्चर या भ्रंश के माध्यम से टूट जाती हैं, आमतौर पर कम तापमान और दबाव पर। नमनीय विरूपण (Ductile deformation) तब होता है जब चट्टानें बिना टूटे बहती या झुकती हैं, जिससे वलन जैसी संरचनाएं बनती हैं, आमतौर पर उच्च तापमान और दबाव पर।

विकृति विश्लेषण भूवैज्ञानिक खतरों को समझने में कैसे मदद करता है?

विकृति विश्लेषण सक्रिय फॉल्ट ज़ोन (भ्रंश क्षेत्रों) में विरूपण दरों और पैटर्न को मापकर भूकंप के जोखिम का आकलन करने में मदद करता है। यह भूस्खलन-प्रवण ढलानों में चट्टानों की स्थिरता का भी मूल्यांकन करता है, जिससे इन खतरों को समझने और प्रबंधित करने में मदद मिलती है।

Topics Covered

संरचनात्मक भूविज्ञानविकृति विश्लेषणशैल विरूपणद्विआयामी विकृतिकेन्द्र से केन्द्र विधि