පෘථිවි අභ්‍යන්තරය වසර බිලියන ගණනක් පුරා සූර්යයාගේ මතුපිට මෙන් උණුසුම්ව පවතින්නේ කෙසේද?

පෘථිවි අභ්‍යන්තරය වසර බිලියන ගණනක් පුරා සූර්යයාගේ මතුපිට මෙන් උණුසුම්ව පවතින්නේ කෙසේද?

Shichun Huang විසිනි

Associate Professor of Earth and Planetary Sciences, University of Tennessee

අපේ පෘථිවිය ලූනු ගෙඩියක් මෙන් ව්‍යුහගත වී ඇත — ඒ කියන්නේ එය, ලූනු ගෙඩියක මෙන් එකින් එක, එකින් එක ලෙස ස්ථර වශයෙන් සෑදී ඇති බවයි.

මේ ස්ථර සෑදී ඇති අන්දම පිටත සිට අභ්‍යන්තරය දක්වා බැලුවොත් පිටතින්ම ඇත්තේ කබොලයි(crust). එයට  අප මේ පයගසා සිටින පෘථිවි පෘෂ්ඨය හෙවත් අපේ මේ මිහිතලයේ මතුපිට ද ඇතුළත්; ඉන්පසුව තවත් අභ්‍යාන්තරයට යනවිට, අපට ප්‍රවරණය (mantle) හ්මුවේ. එය වැඩිකොටම ඝන පාෂාණය; ඊටත් වඩා ගැඹුරින්, අපට දැක ගන්නට ලැබෙන්නේ පිටත හරයයයි(outer core); පිටත හරයය සෑදී ඇත්තේ ද්‍රව යකඩ(liquid iron) වලින්; අවසාන වශයෙන්, පෘථිවි අභ්‍යන්තරයේ ඇත්තේ ඝන යකඩ වලින් සෑදී ඇති අභ්‍යන්තර හරයයි(inner core).  එහි අරය ප්‍රමාණයෙන් පෘථිවි චන්ද්‍රයාගේ අරයෙන්  70%කි. පෘථිවියේ අභ්‍යන්තරයට යන්නට, යන්නට තරමට එය උණුසුම් වේ – ඇත්තටමහරයේ කොටස් සූර්යයාගේ මතුපිට තරමටම උණුසුම් වේ.

මෙම අනුරූපය පෘථිවි පෘෂ්ඨයට යටින් ඇති කොටස් හතර නිරූපණය කරයි.

 

පෘථිවි කේන්ද්‍රය වෙත ගමන

පෘථිවි හා ග්රහලෝක විද්යාව පිළිබඳ මහාචාර්යවරයෙකු වශයෙන්, මම අපේ ග්‍රහ ලෝකයේ අභ්‍යන්තරය අධ්‍යයනය කරමි.  අතිධවනික තරංග මගින් ඔබේ සිරුරේ අභ්‍යන්තර ව්‍යුහවල ඡායාරූපයට නැගීම පිණිස වෛද්‍යවරයෙකුට නම් sonography යන තාක්ෂණික ක්‍රමය භාවිතා කළ හැකිවා සේම විද්‍යාඥයන්ට පෘථිවියේ අභ්‍යන්තර ව්‍යුහයන් නිරූපණය කිරීමට සමාන තාක්ෂණයක් භාවිතා කළ හැකියි. කෙසේවෙතත්,  අතිධවනික සංඛ්‍යාතයකින් වූ ශබ්දය(ultrasound) වෙනුවට භූ විද්යාඥයෝ භූ කම්පන තරංග(seismic waves) – භූමිකම්පා මගින් නිපදවන ශබ්ද තරංග.භාවිතා කරති.

පෘථිවි පෘෂ්ඨය මත, අපට කුණු කසල, වැලි, තණකොළ වගේම පදික වේදිකා දැක බලාගන්න පුළුවන්. භූ කම්පන කම්පන(Seismic vibrations) ඒවාට පහළින් ඇති දේ හෙළි කරයි: විශාල සහ කුඩා පාෂාණ.  මේ සියල්ල සැතපුම් 20 (කිලෝමීටර් 30) දක්වා ගැඹුරු විය හැකි කබොලෙහි කොටසකි; එය ප්‍රාවරණය නමැති ස්තරය මත පාවෙයි.

ප්‍රාවරණයේ ඉහළ කොටස සාමාන්‍යයෙන් කබොල සමඟ එකට චලනය වෙයි. එක්ව ගත් කල ඒවා හඳුන්වනු ලබන්නේ ශිලා ගෝලය ලෙසයි (lithosphere).  එය සාමාන්‍යයෙන් සැතපුම් 60 (කිලෝමීටර් 100) පමණ ඝනකමකින් යුක්ත වන නමුත් සමහර ස්ථානවල ඊට වඩා ඝනකමින් වැඩි විය හැක.

ශිලාගෝලය, තැටි(plates) ලෙස හඳුන්වන විශාල කුට්ටි කිහිපයකට බෙදා ඇත . නිදසුනක් වශයෙන් දක්වතොත්, පැසිෆික් තැටිය මුළු පැසිෆික් සාගරයට යටින් පිහිටා ඇති අතර උතුරු ඇමරිකානු තැටියඋතුරු ඇමරිකාවේ වැඩි කොටසක් ආවරණය කරයි. තටි යනු  දළ වශයෙන් එකට ගැළපෙන ජිග්සෝ ප්‍රහේලිකා කැබලිවලට සමාන වන අතර  ඒවා(තටි) පෘථිවි පෘෂ්ඨය ආවරණය කරයි.

කෙසේවෙතත්,  තැටි ස්ථිතික නොවේ; ඒ වෙනුවට, ඒවා චලනය වෙයි. සමහර විට තැටියක් ගමන් කරන්නේ වසර ගණනාවක් පුරා අඟලකින් කුඩාම පංගුවක් තරම්වේ. වෙනත් අවස්ථාවලදී, වැඩි චලනයක් ඇති අතර, එය වඩාත් ක්ෂණික විය හැක. මේ ආකාරයේ චලනයන් තමයි භූමිකම්පා සහ ගිනිකඳු පිපිරීම් හට ගන්වන්නේ.

එපමණක් ද නොව, තැටි චලනය පෘථිවියේ ජීවයේ පරිණාමය සඳහා තීරණාත්මක සහ බාගදා අත්‍යවශ්‍ය සාධකයකි: මන්ද චලනය වන තටි පරිසරය වෙනස් කරන අතර නව තත්වයන්ට අනුවර්තනය වීමට ජීවිතයට බල කරන බැවිනි.

ඔබ දෙපා තබා සිටින මතුපිටට යටින් හටගැනෙන සියලු ජීවය ගැන ඔබ පුදුමයට පත් වනු ඇත.

 

 

උණුසුම ක්‍රියාකාරීව පවති

තැට් චලනය සඳහා උණුසුම් ප්‍රාවරණයක් අවශ්ය වේ.  ඉතින් ඇත්ත වශයෙන්ම, පෘථිවියට ගැඹුරට යන්න යන්න උෂ්ණත්වය වැඩි වේ.

තැටි පතුලේ, සැතපුම් 60 (කිලෝමීටර් 100) පමණ ගැඹුරෙහි දී, උෂ්ණත්වය ෆැරන්හයිට් අංශක 2,400 (සෙල්සියස් අංශක 1,300) පමණ වේ.

සැතපුම් 1,800 (කිලෝමීටර 2,900) පහළින් ඇති ප්‍රාවරණය සහ පිටත හරය අතර මායිම වෙත  ළඟා වන විට, උෂ්ණත්වය 5,000 F (2,700 C) පමණ වේ.

ඉන්පසුව, පිටත හා අභ්‍යන්තර හරය අතර මායිමේදී උෂ්ණත්වය දෙගුණයක් වන අතර එය ආසන්න වශයෙන් 10,800 F (6,000 C ට අධික) දක්වා වැඩිවේ. ඒ කොටස තමයි සූර්යයාගේ මතුපිට මෙන් උණුසුම්. එම උෂ්ණත්වයේ දී, සෑම දෙයක්ම පාහේ – ලෝහ වේවා, දියමන්ති වේවා, මිනිසුන් වන අප වේවා – වායුව බවට වාෂ්ප වී යයි. කෙසේනමුත් හරය,  අපේ ග්‍රහලෝකය තුළ ඉතා අධික පීඩනයකින් පවතින නිසා එය සෑදී ඇති යකඩ ද්‍රව හෝ ඝන ලෙස පවතී.

භූ තැටි හෙවත් භූ ස්තර චලනය නොමැති නම් බාගදා මිනිසුන් ද නොපවතිනු ඇත..

අභ්‍යවකාශයේ සිදුවන ගැටීම්

ඔය කියන අධික උණුසුම හටගන්නේ කොයිබින්ද?

එය හටගන්නේ සූර්යයාගෙන් නොවේ. සූර්යාලෝකය අප සහ පෘථිවි පෘෂ්ඨයේ ඇති සියලුම ශාක හා සතුන් උණුසුම් කරන නමුත් එයට ග්රහලෝකයේ අභ්යන්තරයේ සැතපුම් ගණන් හරහා විනිවිද යාමට නොහැකිය.

ඒ වෙනුවට, වෙනත් ප්‍රභව දෙකක් තිබේ. එකක් නම් මීට වසර බිලියන 4.5කට පෙර පෘථිවිය බිහිවීමේදී උරුම වූ තාපයයි.  යෝධ වායුමය හා ධූලි  වලාකුළක් වන සූර්ය නිහාරිකාවෙන්(solar nebula) පෘථිවිය සෑදුනේ  ග්රහ පිණ්ඩ( planetesimals)  ලෙස හැඳින්වෙන පාෂාණ හා සුන්බුන් අතර නිමක් නැති ගැටීම් සහ  ඒකාබද්ධ කිරීම් මධ්‍යයේය. මෙම ක්‍රියාවලිය වසර මිලියන දහස් ගණනක් ගත විය.

එම ඝට්ටන වලදී මුළු පෘථිවියම උණු කිරීමට තරම් විශාල තාප ප්‍රමාණයක් නිපදවන ලදී. එම තාපයෙන් කොටසක් අභ්‍යවකාශයේදී අහිමි වී ගියද, එහි ඉතිරි කොටස පෘථිවි අභ්‍යන්තරයේ අගුලු දමා හිර කර තිබූ අතර, එහි වැඩි කොටසක් අද දක්වාම පවතී.

අනෙක් තාප ප්‍රභවය: පෘථිවියේ සෑම තැනකම විසිරී ගිය  විකිරණශීලී සමස්ථානික ක්ෂය වීමයි(decay of radioactive isotopes).

මෙය තේරුම් ගැනීමට, මුලින්ම මූලද්රව්යයක්  කියන්නේ  එහි සාමාජිකයන් ලෙස සමස්ථානික සහිත පවුලක් හැටියට  හිතන්න. ලබා දී ඇති මූලද්‍රව්‍යයක සෑම පරමාණුවකටම සමාන ප්‍රෝටෝන සංඛ්‍යාවක් ඇති නමුත් විවිධ සමස්ථානික ‘ඥාති සහෝදරයින්ට’ විවිධ නියුට්‍රෝන සංඛ්‍යා ඇත.

විකිරණශීලී සමස්ථානික ස්ථායී නොවේ.  තාපය බවට පරිවර්තනය කරන ස්ථාවර ශක්ති ධාරාවක් ඒවා මගින් නිකුත් කරනු ලැබේ. පොටෑසියම්-40, තෝරියම්-232, යුරේනියම්-235 සහ යුරේනියම්-238 යනු පෘථිවි අභ්‍යන්තරය උණුසුම්ව තබා ගන්නා විකිරණශීලී සමස්ථානික හතරකි.

එම සමහර නම් ඔබට හුරුපුරුදු විය හැක. උදාහරණයක් ලෙස යුරේනියම්-235,  න්‍යෂ්ටික බලාගාරවල ඉන්ධන ලෙස භාවිතා වේ . මෙම තාප ප්‍රභවයන් සිඳී යතැයි යනුවෙන් කිසිදු තර්ජනයක් පෘථිවියට නැත: බොහෝ ඒවා වුවද මුල් යුරේනියම්-235 සහ පොටෑසියම්-40 අහිමව ගොස් ඇතත්, තවත් වසර බිලියන ගණනක් පැවතිය හැකි තරම් තෝරියම්-232 සහ යුරේනියම්-238 ඇත.

උණුසුම් හරය සහ ප්‍රාවරණය සමඟින්, මෙම ශක්තිය මුදා හරින සමස්ථානික, තැටිවල චලනය බලගැන්වීමට  තාපය සපයයි.

තාපය නැති නම් තැටි චලනය නැත; එවිට ජීවයක් නැත

මේ වන විටත්, චලනය වන තැටි පෘථිවියේ මතුපිට වෙනස් කරමින්, වසර මිලියන සහ බිලියන ගණනක් පුරා නව ගොඩබිම් සහ නව සාගර නිරන්තරයෙන් නිර්මාණය කරයි . තැටි ද ඒ හා සමාන දිගු කාල පරිමාණයන් මත වායුගෝලයට බලපායි.

එසේවෙතත්, පෘථිවියේ අභ්‍යන්තර තාපය නොමැතිව තැටි චලනය නොවන්නට තිබුණු; පෘථිවිය සිසිල් වීමට ඉඩ තිබුණි. අපේ ලෝකය වාසයට නුසුදුසු එකක් වෙන්නට් ඉඩ තිබුණි. ඔබත් මමත් මෙහි නොසිටිනු ඇත.

ඊළඟ වතාවේ ඔබේ පාදයට පෘථිවි මතුපිට දැනෙන විට ඒ ගැන සිතන්න.

.

The Conversation හී පළව ඇති How has the inside of the Earth stayed as hot as the Sun’s surface for billions of years? යන ලිපිය ඇසුරෙනි