जर्नल साइंस में प्रकाशित एक अध्ययन के अनुसार, जापान के विनाशकारी 2011 तीव्रता 9.0 तोहोकू-ओकी भूकंप से उत्पन्न भूकंपीय लहर ने पृथ्वी के कोर की सीमा तक लगभग 2,900 किलोमीटर की दूरी तय की, लगभग 13 मिनट बाद वापस परावर्तित हुई और पूरे देश को लगभग छह मिलीमीटर पूर्व की ओर स्थानांतरित कर दिया। यह हलचल इतनी छोटी थी कि कोई भी इसे नोटिस नहीं कर सकता था, लेकिन जापान के अत्यधिक संवेदनशील जीपीएस नेटवर्क ने राष्ट्रव्यापी बदलाव को लगभग एक साथ ही पकड़ लिया। वैज्ञानिक 15 वर्षों तक इस असामान्य संकेत की व्याख्या करने में असमर्थ रहे क्योंकि यह मुख्य भूकंप, किसी भी झटके या किसी अन्य ज्ञात भूवैज्ञानिक घटना से मेल नहीं खाता था। नया शोध लौटती भूकंपीय लहर को कारण के रूप में पहचानता है, जो इस तरह की घटना का पहला दस्तावेजी अवलोकन है।
कैसे एक लहर पृथ्वी की सतह से लगभग 2,900 किमी नीचे तक चली गई
अध्ययन का नेतृत्व शिकागो विश्वविद्यालय में भूभौतिकी विज्ञान के सहायक प्रोफेसर सनयॉन्ग पार्क, कैलिफोर्निया इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी के हिरू कनामोरी और स्ट्रासबर्ग विश्वविद्यालय के लुइस रिवेरा के साथ किया गया था।शोधकर्ताओं ने पाया कि अस्पष्टीकृत जीपीएस सिग्नल एससीएस तरंग के कारण हुआ था, जो शक्तिशाली भूकंप के दौरान उत्पन्न होने वाली एक प्रकार की भूकंपीय कतरनी लहर थी। लोगों के अधिकांश झटकों के अनुभव के लिए ज़िम्मेदार सतही तरंगों के विपरीत, ScS तरंगें पृथ्वी के ठोस आवरण के माध्यम से गहराई तक यात्रा करती हैं। 2011 के तोहोकू-ओकी भूकंप के बाद, ऐसी एक लहर लगभग 2,890 किलोमीटर तक नीचे आई जब तक कि यह कोर-मेंटल सीमा तक नहीं पहुंच गई, जो कि पृथ्वी के चट्टानी मेंटल को उसके तरल बाहरी कोर से अलग करने वाली सीमा है।कतरनी तरंगें तरल पदार्थों से होकर नहीं गुजर सकतीं, इसलिए जब ScS तरंग बाहरी कोर के पिघले हुए लोहे और निकल तक पहुंची, तो यह अपनी यात्रा जारी नहीं रख सकी। इसके बजाय, यह कोर-मेंटल सीमा से परावर्तित हुआ और दीवार से उछलती प्रतिध्वनि की तरह वापस सतह की ओर चला गया। पूरी यात्रा में लगभग 5,800 किलोमीटर की दूरी तय की गई, जिससे यह पृथ्वी की सतह पर मापने योग्य प्रभाव से जुड़ी अब तक की सबसे गहरी भूकंपीय यात्राओं में से एक बन गई।शोधकर्ताओं का कहना है कि तोहोकू-ओकी भूकंप की असाधारण तीव्रता ने असामान्य रूप से शक्तिशाली एससीएस तरंग उत्पन्न की, जिससे पृथ्वी के आंतरिक भाग में लंबी यात्रा के दौरान जीवित रहने के लिए पर्याप्त ऊर्जा प्राप्त हुई। जब तक यह जापान लौटा, लहर अभी भी इतनी मजबूत थी कि उन दोषों को प्रभावित कर सकती थी जो मुख्य भूकंप द्वारा पहले ही अपने ब्रेकिंग पॉइंट के करीब धकेल दिए गए थे।
13 मिनट बाद लहर क्यों लौटी?
वैज्ञानिकों ने गणना की कि पूरे जापान में रिकॉर्ड किए गए अस्पष्टीकृत जीपीएस सिग्नल से मेल खाते हुए, कोर-मेंटल सीमा और वापसी की यात्रा में लगभग 13 मिनट लगेंगे।जब परावर्तित लहर आई, तो यह लगभग एक ही समय में देश के अधिकांश हिस्से में पहुंच गई। शोधकर्ताओं का मानना है कि इससे टेक्टोनिक प्लेट की सीमाओं पर छोटी-छोटी फिसलनें शुरू हो गईं, जो पहले से ही मुख्य भूकंप से अत्यधिक तनाव में थीं। उन छोटे आंदोलनों ने जापान को स्थायी रूप से लगभग पाँच से छह मिलीमीटर पूर्व की ओर स्थानांतरित कर दिया।हालाँकि विस्थापन बमुश्किल मापने योग्य था, लेकिन अनुमान है कि संयुक्त दोष पर्चियों ने 7.5 तीव्रता के भूकंप के बराबर ऊर्जा जारी की है।
ऐसा पहले कभी क्यों नहीं देखा गया
भूकंप विज्ञानियों ने दशकों से एससीएस तरंगों का अध्ययन किया है और नियमित रूप से पृथ्वी के गहरे आंतरिक भाग की जांच के लिए उनका उपयोग करते हैं। जो कभी नहीं देखा गया था वह यह था कि कोई व्यक्ति पृथ्वी की सतह पर स्थायी निशान छोड़ने के लिए पर्याप्त ऊर्जा के साथ लौट रहा था।शोधकर्ताओं के अनुसार, तोहोकू-ओकी भूकंप अपनी विशाल तीव्रता के कारण असाधारण था। पूरे जापान में दर्ज की गई परावर्तित एससीएस तरंग का शिखर-से-शिखर आयाम एक सेंटीमीटर से अधिक था, जो इसे अधिकांश भूकंपों से उत्पन्न तरंगों की तुलना में कहीं अधिक मजबूत बनाता है। पहले से ही तनावग्रस्त दोषों के साथ मिलकर, वह असामान्य ऊर्जा अतिरिक्त जमीनी हलचल को गति देने के लिए पर्याप्त प्रतीत होती है।
वह जीपीएस सिग्नल जिसने वैज्ञानिकों को 15 साल तक हैरान कर दिया
जापान दुनिया के सबसे घने जीपीएस मॉनिटरिंग नेटवर्क में से एक का संचालन करता है, जिसमें 1,300 से अधिक लगातार संचालित होने वाले स्टेशन हैं जो छोटी से छोटी जमीनी हलचल का भी पता लगाने में सक्षम हैं।भूकंप आने के लगभग 15 मिनट बाद, उपकरणों ने पूरे देश में लगभग एक साथ पूर्व की ओर बदलाव दर्ज किया। यह पैटर्न मुख्य टूटन, किसी ज्ञात झटके या पनडुब्बी भूस्खलन से मेल नहीं खाता, जिससे वैज्ञानिकों को एक दशक से अधिक समय तक कोई ठोस स्पष्टीकरण नहीं मिला।नया विश्लेषण अंततः उस लंबे समय से चली आ रही विसंगति को लौटने वाली एससीएस तरंग से जोड़ता है।
कैसे शोधकर्ताओं ने अन्य संभावनाओं को खारिज कर दिया
अपने निष्कर्ष पर पहुंचने से पहले, टीम ने कई प्रतिस्पर्धी स्पष्टीकरणों का मूल्यांकन किया।यदि मुख्य विच्छेदन ने ऊर्जा जारी करना जारी रखा होता, तो आंदोलन पूरे जापान में लगभग समान रूप से दिखाई देने के बजाय भूकंप के केंद्र के पास सबसे मजबूत होना चाहिए था। इसी तरह, न तो कोई रिकॉर्ड न किया गया झटका और न ही पानी के नीचे भूस्खलन जीपीएस नेटवर्क द्वारा देखे गए समय और राष्ट्रव्यापी पैटर्न दोनों को समझा सकता है।शोधकर्ताओं के अनुसार, परावर्तित एससीएस तरंग एकमात्र तंत्र है जो सभी अवलोकनों के लिए जिम्मेदार है।
भूकंप विज्ञान के लिए खोज के निहितार्थ
निष्कर्षों से पता चलता है कि पृथ्वी के सबसे बड़े भूकंपों का प्रभाव पहले की तुलना में कहीं अधिक गहरा और दूर तक फैल सकता है।अब तक, भूकंपीय खतरे मुख्य रूप से मुख्य टूटन, झटकों और सुनामी से जुड़े रहे हैं। अध्ययन से संकेत मिलता है कि पृथ्वी के आंतरिक भाग से हजारों किलोमीटर की यात्रा करने वाली भूकंपीय तरंगें बाहरी कोर के ऊपर की सीमा से परावर्तित होने के बाद अतिरिक्त दोष आंदोलन को ट्रिगर करने में भी सक्षम हो सकती हैं।शोधकर्ता अब 2004 के सुमात्रा-अंडमान भूकंप, चिली में 1960 के वाल्डिविया भूकंप, 1964 के अलास्का भूकंप और 2010 के माउले भूकंप सहित अन्य विशाल भूकंपों के डेटा की फिर से जांच करने की योजना बना रहे हैं, ताकि यह निर्धारित किया जा सके कि क्या यही तंत्र कहीं और हुआ है।
इस खोज से पृथ्वी के छिपे हुए आंतरिक भाग के बारे में क्या पता चलता है
अध्ययन में इस बात पर भी प्रकाश डाला गया है कि वैज्ञानिक ग्रह के उन हिस्सों की जांच कैसे करते हैं जो भौतिक रूप से दुर्गम हैं। अब तक का सबसे गहरा छेद, रूस का कोला सुपरडीप बोरहोल, केवल 12 किलोमीटर तक ही पहुंच पाया, जबकि पृथ्वी का आवरण तरल बाहरी कोर से मिलने से पहले लगभग 2,890 किलोमीटर तक फैला हुआ है।चूँकि मनुष्य सीधे तौर पर इन गहराइयों का पता नहीं लगा सकते हैं, इसलिए शोधकर्ता ग्रह की आंतरिक संरचना को समझने के लिए शक्तिशाली भूकंपों से उत्पन्न भूकंपीय तरंगों पर भरोसा करते हैं। यह दिखाकर कि एक भूकंपीय लहर पृथ्वी के कोर के किनारे तक गई, सतह पर लौट आई और एक मापने योग्य प्रभाव उत्पन्न किया, तोहोकू-ओकी भूकंप ने पृथ्वी के गहरे आंतरिक भाग और इसकी परत के बीच गतिशील संबंध में एक अभूतपूर्व झलक प्रदान की है।
