ऊष्मा प्रवाह और पृथ्वी का आंतरिक भाग

पृथ्वी के आंतरिक भाग से निकलने वाली ऊष्मा संवहन, भू-गत्यात्मकता और प्लेट विवर्तनिकी को शक्ति प्रदान करती है, और इस ऊष्मा प्रवाह को भूकंपीय और खनिज-भौतिकी डेटा के साथ मापने से गहरे ग्रह की संरचना, बनावट और विकास का पता चलता है।

Definition

ऊष्मा प्रवाह और पृथ्वी का आंतरिक भाग ग्रह की आंतरिक तापीय स्थिति और ऊर्जा बजट का अध्ययन है, जो क्रस्ट, मेंटल और कोर की संरचना, तापमान और विकास को निर्धारित करने के लिए मापा गया सतह ऊष्मा प्रवाह, भूकंपीय संरचना और उच्च दबाव खनिज भौतिकी को एकीकृत करता है।

Scope

यह क्षेत्र पृथ्वी की तापीय स्थिति और उसके आंतरिक भाग के गठन को शामिल करता है: स्थलीय ऊष्मा प्रवाह और रेडियोधर्मिता तथा आदिम और कोर ऊष्मा में इसके स्रोत, क्रस्ट, मेंटल और कोर की स्तरित संरचना और बनावट, और खनिज भौतिकी जो उच्च दबाव और तापमान पर प्रयोगशाला माप को गहरी पृथ्वी से जोड़ती है। यह भू-ताप, ऊष्मा परिवहन के तरीके और ग्रह के दीर्घकालिक तापीय विकास का वर्णन करता है। इसमें ऊर्जा बजट और आंतरिक भाग की भौतिक स्थिति पर जोर दिया गया है।

Sub-topics

• गहरी पृथ्वी की संरचना और बनावट
• खनिज भौतिकी और उच्च-दाब भूभौतिकी
• स्थलीय ऊष्मा प्रवाह और भू-तापीय विज्ञान
• पृथ्वी का तापीय विकास

Core questions

• पृथ्वी से कितनी ऊष्मा बाहर निकलती है, और यह कहाँ से आती है?
• क्रस्ट, मेंटल और कोर की संरचना और भौतिक बनावट क्या है?
• उच्च दबाव वाले खनिज प्रयोग गहरे आंतरिक भाग को कैसे सीमित करते हैं?
• भूवैज्ञानिक समय के साथ पृथ्वी की तापीय स्थिति कैसे विकसित हुई है?

Key concepts

• स्थलीय ऊष्मा प्रवाह और भू-ताप
• रेडियोजेनिक, आदिम और कोर ऊष्मा स्रोत
• स्तरित संरचना: क्रस्ट, मेंटल और कोर
• उच्च दबाव और तापमान पर खनिज भौतिकी
• पृथ्वी का तापीय विकास और शीतलन

Key theories

पृथ्वी का ऊष्मा बजट

वैश्विक सतह ऊष्मा प्रवाह लंबी अवधि के समस्थानिकों के रेडियोधर्मी क्षय के साथ-साथ आदिम और कोर ऊष्मा के धीमे उत्सर्जन द्वारा प्रदान किया जाता है, और यह बजट मेंटल संवहन, प्लेट विवर्तनिकी और भू-गत्यात्मकता को चलाने के लिए उपलब्ध ऊर्जा निर्धारित करता है।

आंतरिक भाग की स्तरित संरचना

भूकंप विज्ञान, गुरुत्वाकर्षण और खनिज भौतिकी मिलकर यह स्थापित करते हैं कि पृथ्वी एक पतली क्रस्ट, चरण-संक्रमण परत के साथ एक सिलिकेट मेंटल, और एक तरल बाहरी और ठोस आंतरिक भाग के साथ एक धात्विक कोर में विभेदित है।

Clinical relevance

पृथ्वी की आंतरिक ऊष्मा प्लेट विवर्तनिकी, ज्वालामुखी और चुंबकीय क्षेत्र के लिए जिम्मेदार संवहन को संचालित करती है, भू-तापीय ऊर्जा संसाधनों का समर्थन करती है, और यह समझने के मॉडल को आधार प्रदान करती है कि ग्रह और अन्य कैसे विकसित हुए हैं और रहने योग्य बने हुए हैं।

History

केल्विन का उन्नीसवीं सदी का पृथ्वी की आयु का शीतलन अनुमान, जिसे बाद में रेडियोधर्मिता की खोज से पलट दिया गया, ने स्थलीय ऊष्मा के अध्ययन को खोला; बीसवीं सदी के भूकंप विज्ञान ने आंतरिक परतों को चित्रित किया, बिर्च ने भूकंपीय वेग को संरचना से संबंधित किया, और आधुनिक ऊष्मा-प्रवाह संकलन और खनिज भौतिकी ने ग्रह के ऊर्जा बजट को निर्धारित किया।

Key figures

• William Thomson (Lord Kelvin)
• Inge Lehmann
• Francis Birch
• Edward Bullard

Seminal works

• fowler2005
• turcotte2014
• stacey2008

Frequently asked questions

पृथ्वी की आंतरिक ऊष्मा कहाँ से आती है?

इसका अधिकांश भाग यूरेनियम, थोरियम और पोटेशियम जैसे लंबी अवधि के समस्थानिकों के रेडियोधर्मी क्षय से आता है, जिसमें एक महत्वपूर्ण शेष ग्रह के निर्माण से बची हुई आदिम ऊष्मा और कोर के धीरे-धीरे ठंडा होने और आंतरिक कोर के जमने से निकलने वाली ऊष्मा होती है।

हम कैसे जानते हैं कि गहरी पृथ्वी किससे बनी है यदि हम उसका नमूना नहीं ले सकते?

वैज्ञानिक आंतरिक भाग से तरंगों के यात्रा करने के तरीके के भूकंपीय मापों को प्रयोगशाला प्रयोगों के साथ जोड़ते हैं जो गहराई पर अत्यधिक दबाव और तापमान को फिर से बनाते हैं, देखे गए गुणों को उम्मीदवार खनिजों और धातुओं से मिलाते हैं ताकि आंतरिक भाग की संरचना का अनुमान लगाया जा सके।