नैनोग्रेन: अध्ययन में छोटे क्रिस्टल के जिज्ञासु गुणों का पता चलता है:

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नैनोग्रेन: अध्ययन में छोटे क्रिस्टल के जिज्ञासु गुणों का पता चलता है:

प्रयोगशाला प्रयोगों से पता चलता है कि फॉल्ट मूवमेंट के दौरान उत्पन्न होने वाले अत्यंत महीन दाने वाले क्रिस्टल भूकंप अस्थिरता पैदा कर सकते हैं, जो संभावित सार्वभौमिक भूकंप न्यूक्लिएशन प्रक्रिया को समझने के संकेत देते हैं। क्रेडिट: मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी

पृथ्वी की पपड़ी में, टेक्टोनिक ब्लॉक एक-दूसरे से टकराते हैं और एक दूसरे को ऐसे पीसते हैं जैसे लंगर से छूटे हुए विशाल जहाज। इन फॉल्ट ज़ोन के साथ भूकंप उत्पन्न होते हैं, जब एक ब्लॉक के चिपके रहने के लिए पर्याप्त तनाव बनता है, तो अचानक फिसल जाता है।


इन पर्चियों को कई कारकों द्वारा सहायता प्रदान की जा सकती है जो एक गलती क्षेत्र के भीतर घर्षण को कम करते हैं, जैसे कि गर्म तापमान या दबाव वाली गैसें जो एयर-हॉकी टेबल पर पक्स जैसे ब्लॉक को अलग कर सकती हैं। घटते हुए घर्षण से एक टेक्टोनिक ब्लॉक दूसरे के खिलाफ गति करने में सक्षम होता है जब तक कि यह ऊर्जा से बाहर न हो जाए। भूकंपविज्ञानी लंबे समय से मानते हैं कि इस तरह की घर्षण अस्थिरता यह बता सकती है कि सभी क्रस्टल भूकंप कैसे शुरू होते हैं। लेकिन शायद यह पूरी कहानी नहीं है।

में आज प्रकाशित एक अध्ययन में प्रकृति संचार, MIT के पृथ्वी विभाग, वायुमंडलीय और ग्रह विज्ञान (EAPS) के वैज्ञानिक होंग्यु सन और माटेज पेक ने पाया कि दोष क्षेत्रों के भीतर अति-ठीक-दानेदार क्रिस्टल कम-चिपचिपापन तरल पदार्थ की तरह व्यवहार कर सकते हैं। खोज अस्थिरता के लिए एक वैकल्पिक स्पष्टीकरण प्रदान करती है जो क्रस्टल भूकंप की ओर ले जाती है। यह भूपर्पटी में आने वाले भूकंपों और पृथ्वी की गहराई में आने वाले अन्य प्रकार के झटकों के बीच एक कड़ी का भी सुझाव देता है।

नैनोग्रेन आमतौर पर “गलती दर्पण” की चिकनी सतह के साथ भूकंपीय वातावरण से चट्टानों में पाए जाते हैं। ये पॉलिश, परावर्तक चट्टान चेहरे पिछले भूकंपों की फिसलती, फिसलने वाली ताकतों को धोखा देते हैं। हालाँकि, यह स्पष्ट नहीं था कि क्या क्रिस्टल भूकंप का कारण बने या केवल उनके द्वारा बनाए गए थे।

इन क्रिस्टलों ने एक गलती के भीतर कैसे व्यवहार किया, यह बेहतर ढंग से वर्णित करने के लिए, शोधकर्ताओं ने प्रकृति में पाए जाने वाले कणों के समान कणों में ग्रेनाइट चट्टानों को कुचलने के लिए एक ग्रहीय बॉल मिलिंग मशीन का उपयोग किया। सिरेमिक गेंदों से भरी एक सुपर-पावर्ड वॉशिंग मशीन की तरह, मशीन ने चट्टान को तब तक थपथपाया जब तक कि उसके सभी क्रिस्टल लगभग 100 नैनोमीटर चौड़ाई के नहीं हो गए, प्रत्येक अनाज 1/2, 000 रेत के औसत दाने के आकार का था।

नैनोपाउडर को सोने से ढके डाक टिकट के आकार के सिलेंडरों में पैक करने के बाद, शोधकर्ताओं ने सामग्री को तनाव और गर्मी के अधीन किया, वास्तविक गलती क्षेत्रों के प्रयोगशाला लघुचित्र तैयार किए। इस प्रक्रिया ने उन्हें वास्तविक भूकंप में शामिल अन्य कारकों की जटिलता से क्रिस्टल के प्रभाव को अलग करने में सक्षम बनाया।

शोधकर्ताओं की रिपोर्ट है कि कतरनी शुरू होने पर क्रिस्टल बेहद कमजोर थे – अधिक सामान्य माइक्रोक्रिस्टल की तुलना में कमजोर परिमाण का एक क्रम। लेकिन जब विरूपण दर तेज हो गई तो नैनोक्रिस्टल काफी मजबूत हो गए। पेक, भूभौतिकी के प्रोफेसर और विक्टर पी. स्टार करियर डेवलपमेंट चेयर, इस विशेषता की तुलना “दर-मजबूती” कहा जाता है, एक जार में शहद को हिलाने के लिए। शहद को धीरे-धीरे हिलाना आसान है, लेकिन आप जितनी तेजी से हिलाते हैं, उतना ही मुश्किल हो जाता है।

प्रयोग से पता चलता है कि कुछ ऐसा ही फॉल्ट जोन में होता है। जैसे-जैसे टेक्टोनिक ब्लॉक एक-दूसरे से आगे बढ़ते हैं, क्रिस्टल उनके बीच चीजों को गोंद कर देते हैं जैसे कि भूकंपीय बर्तन में शहद हिलाया जाता है।

अध्ययन के प्रमुख लेखक और ईएपीएस स्नातक छात्र सन बताते हैं कि उनकी खोज भूकंप के शुरू होने के प्रमुख घर्षण कमजोर सिद्धांत के विपरीत चलती है। यह सिद्धांत भविष्यवाणी करेगा कि एक गलती क्षेत्र की सतहों में ऐसी सामग्री होती है जो कमजोर हो जाती है क्योंकि गलती ब्लॉक तेज हो जाती है, और घर्षण कम होना चाहिए। नैनोक्रिस्टल ने ठीक इसके विपरीत किया। हालांकि, क्रिस्टल की आंतरिक कमजोरी का मतलब यह हो सकता है कि जब उनमें से पर्याप्त एक गलती के भीतर जमा हो जाते हैं, तो वे रास्ता दे सकते हैं, जिससे भूकंप आ सकता है।

“हम पुराने प्रमेय से पूरी तरह असहमत नहीं हैं, लेकिन हमारा अध्ययन वास्तव में नए दरवाजे खोलता है ताकि यह समझाया जा सके कि भूकंप कैसे क्रस्ट में होते हैं, ” सन कहते हैं।

यह खोज क्रस्ट में भूकंप और सतह के नीचे सैकड़ों किलोमीटर की गड़गड़ाहट वाले भूकंपों के बीच पहले से अपरिचित लिंक का भी सुझाव देती है, जहां एक ही टेक्टोनिक गतिशीलता खेल में नहीं है। वह गहरा, एक दूसरे के खिलाफ पीसने के लिए कोई टेक्टोनिक ब्लॉक नहीं हैं, और यहां तक ​​​​कि अगर होते भी हैं, तो अत्यधिक दबाव क्रस्ट में देखे जाने वाले भूकंपों के प्रकार को रोक देगा जो कुछ फैलाव और शून्य निर्माण की आवश्यकता होती है।

“हम जानते हैं कि भूकंप वास्तव में बड़ी गहराई तक आते हैं जहां घर्षण दोष के साथ यह गति मूल रूप से असंभव है,” पेक कहते हैं। “और इसलिए स्पष्ट रूप से, अलग-अलग प्रक्रियाएं होनी चाहिए जो इन भूकंपों को होने दें।”

इन गहरे-पृथ्वी झटकों के लिए संभावित तंत्र में “चरण संक्रमण” शामिल हैं जो खनिजों में परमाणु पुन: व्यवस्था के कारण होते हैं और एक मात्रा परिवर्तन के साथ होते हैं, और अन्य प्रकार की कायापलट प्रतिक्रियाएं, जैसे कि जल-असर वाले खनिजों का निर्जलीकरण, जिसमें जारी द्रव को छिद्रों के माध्यम से पंप किया जाता है और एक दोष को अस्थिर करता है। इन सभी तंत्रों को एक कमजोर, दर-मजबूत करने वाली परत की विशेषता है।

यदि कमजोर, दर-मजबूत करने वाले नैनोक्रिस्टल गहरी पृथ्वी में प्रचुर मात्रा में हैं, तो वे एक और संभावित तंत्र पेश कर सकते हैं, पीईसी कहते हैं। “शायद क्रस्टल भूकंप गहरे भूकंपों की तुलना में पूरी तरह से अलग जानवर नहीं हैं। हो सकता है कि उनमें कुछ समान हो।”


गहरे से रॉक क्रिस्टल भूकंप के जमीनी आंदोलनों के लिए सूक्ष्म सुराग देते हैं


अधिक जानकारी:
होंग्यु सन एट अल, नैनोमेट्रिक प्रवाह और भूकंप अस्थिरता, प्रकृति संचार (2021)। डीओआई: 10.1038/एस41467-021-26996-0

मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी द्वारा प्रदान किया गया

उद्धरण: नैनोग्रेन: अध्ययन में पाया गया है कि छोटे क्रिस्टल के जिज्ञासु गुण भूकंप के गठन (2021, 24 नवंबर) को 26 नवंबर 2021 को https://phys.org/news/2021-11-nanograns-curious-properties-tiny-crystals से प्राप्त करते हैं। एचटीएमएल

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