భూ కేంద్రం స్తంభించింది!

ఒక ఇంగ్లిష్‌ సినిమా. పేరు ‘ద కోర్‌’. దీని ఇతివృత్తం భూమి అంతర్భాగ భ్రమణం ఆగిపోవటం. దీంతో అయస్కాంత క్షేత్రం కుప్పకూలుతుంది. వాతావరణం స్తంభిస్తుంది. ఇప్పుడదే నిజమైంది. భూమి అంతర్భాగం తిరగటం ఆగిపోయిందని, త్వరలో ఇది వ్యతిరేక దిశలో తిరగొచ్చనీ బీజింగ్‌ యూనివర్సిటీ అధ్యయనం పేర్కొంటోంది. అయస్కాంత క్షేత్రం, వాతావరణం కుప్పకూలటం వంటి తీవ్ర అనర్థాలు సంభవించకపోవచ్చు గానీ భూమిపై దీని ప్రభావమైతే పడటం ఖాయం. 

భూమిలో గ్రహం! భూమి లోపలి అంతర్భాగం (ఇన్నర్‌ కోర్‌) గురించి ఇలాగే చెప్పుకోవాలి. భూమి పైభాగం (క్రస్ట్‌) తిరుగుతూనే ఉన్నా ఇది నిలిచిపోవచ్చు మరి. అప్పటివరకూ తిరిగే దిశను మార్చుకొని వ్యతిరేక దిశలోనూ తిరగొచ్చు. ఇదెలా సాధ్యమని అనుకుంటున్నారా? ఐరన్‌, నికెల్‌తో కూడిన భూమి లోపలి అంతర్భాగం ఘన రూపంలో ఉంటే.. దాని మీదుండే భూమి వెలుపలి అంతర్భాగం (ఔటర్‌ కోర్‌) ద్రవ రూపంలో ఉంటుంది. ఇదే భూమి పైపొర, మ్యాంటిల్‌ నుంచి లోపలి అంతర్భాగాన్ని వేరు చేస్తుంది. లోపలి, వెలుపలి అంతర్భాగాల మధ్య ఉండే సరిహద్దును అనదర్‌ డిస్‌కంటిన్యూటీ అంటారు. కీత్‌ ఎడ్వర్డ్‌ బుల్లెన్‌ ప్రతిపాదించటం వల్ల బుల్లెన్‌ లేదా లెహ్‌మన్‌ డిస్‌కంటిన్యూటీ అనీ పిలుచుకుంటారు. దీని మూలంగానే భూమి లోపలి అంతర్భాగం భ్రమించినా, ఆగినా పైకేమీ తెలియదు. ద్రవరూప ఔటర్‌ కోర్‌ లోపల ఉండటం, అదీ బలమైన అయస్కాంత క్షేత్రం కలిగుండటం.. పైగా మ్యాంటిల్‌ గురుత్వాకర్షణ బలం లాగటం వల్ల ఇన్నర్‌ కోర్‌ చాలా వేగంగా తిరుగుతుంటుంది. కొన్నిసార్లు ఇది నెమ్మదించొచ్చు కూడా. ఇదే ఇప్పుడు జరుగుతోంది. నిజానికి భూమి అంతర్భాగ భ్రమణం 2009-2020 మధ్యలోనే నిలిచిపోయిందని బీజింగ్‌ యూనివర్సిటీ శాస్త్రవేత్తలు చెబుతున్నారు. వచ్చే పదేళ్లలో ఇది వ్యతిరేక దిశలో తిరగొచ్చనీ అనుకుంటున్నారు. పైగా ఇదొక చట్రంలా కొనసాగుతూ వస్తుండటం గమనార్హం. ప్రతి 70 ఏళ్లకోసారి భూ అంతర్భాగం ఇలా భ్రమణ దిశను మార్చుకుంటూ వస్తోందని పరిశోధకులు చెబుతున్నారు. భూకంపాలను పట్టించే సీస్మిక్‌ తరంగాల సాయంతోనే ఈ విషయాన్ని గుర్తించారు. భూకంపం సంభవించినప్పుడు కంపనాలు భూ అంతర్భాగం ద్వారా నలువైపులకూ విస్తరిస్తాయి. అవి తిరిగి వెనక్కి వస్తాయి. వీటిని కంప్యూటర్‌ విశ్లేషించి, భూకంప కేంద్రాన్ని గుర్తిస్తుంది. తాజా పరిశోధనలో సమాచారాన్ని గుర్తించటానికి ఇదే కీలకంగా మారింది. ద్రవరూపంలో ఉండే వెలుపలి అంతర్భాగంతో పుట్టుకొచ్చే అయస్కాంత క్షేత్రం ద్వారానే లోపలి అంతర్భాగం భ్రమిస్తుంటుంది. ఇదెలా భ్రమిస్తుందనేది అర్థం చేసుకోగలిగితే భూమి పొరలు ఒకదానిపై మరోటి ఎప్పుడు, ఎలాంటి ప్రభావం చూపుతాయనేది తెలుసుకోవటానికి వీలవుతుంది. కాబట్టే తాజా పరిశోధనకు అంత ప్రాధాన్యం.

ఇప్పుడేం జరుగుతుంది?

భూమి లోపలి అంతర్భాగ భ్రమణ దిశ మారితే రోజు వ్యవధి తగ్గుతుంది. అయితే మనకు తేడా ఏమీ తెలియదు. ఏడాదికి మిల్లీసెకండ్ల మేరకు రోజు తగ్గుతూ వస్తుంది. భూ అయస్కాంత క్షేత్రం మీదా స్వల్ప ప్రభావం పడొచ్చు. కానీ భూమి మీద ప్రాణులకు ఎలాంటి హాని
కలగదు.

అంతా విశేషమే!

భూమిని ప్రధానంగా నాలుగు పొరలుగా విభజించు కోవచ్చు. భూమి పైపొర (క్రస్ట్‌) కింద మ్యాంటిల్‌ ఉంటుంది. దీనికి దిగువన ద్రవరూప వెలుపలి అంతర్భాగం (ఔటర్‌ కోర్‌).. దీని కింద లోపలి అంతర్భాగం (ఇన్నర్‌ కోర్‌) ఉంటాయి. ఘనరూపంలో ఉండే లోపలి అంతర్భాగం దాదాపు ప్లూటో గ్రహమంత ఉంటుంది. దీని వ్యాసార్థం సుమారు 1,221 కిలోమీటర్లు (వ్యాసం 2442 కి.మీ.). ఘనపరిమాణం సుమారు 760 కోట్ల క్యూబిక్‌ కి.మీ. ఇది భూ ఘనపరిమాణంలో సుమారు 0.69 శాతం. ఇన్నర్‌ కోర్‌ పీడనం సుమారు 330 నుంచి 360 గిగాపాస్కల్‌ వరకు ఉంటుంది. కేంద్రం వద్ద దీని సాంద్రత 13.0 కిలో/ఎల్‌.. ఉపరితలం వద్ద 12.8 కిలో/ఎల్‌ ఉండొచ్చని భావిస్తున్నారు. ఇన్నర్‌ కోర్‌ ఉపరితల ఉష్ణోగ్రత సుమారు 5,430 డిగ్రీల సెంటీగ్రేడ్‌ ఉంటుందని అంచనా. ఇది సూర్యుడి ఉపరితల ఉష్ణోగ్రతతో దాదాపు సమానం! అంత అధిక ఉష్ణోగ్రతలో ఐరన్‌ కరగకుండా ఘన రూపంలో ఎలా ఉంటుంది? దీనికి కారణం ఇన్నర్‌ కోర్‌ పీడనమే. అత్యధిక పీడనం మూలంగానే ఐరన్‌ కరగకుండా ఘన రూపంలో ఉండటం సాధ్యమైంది.

* ద్రవరూప ఔటర్‌ కోర్‌లో సగటున 2.5 మిల్లీటెస్లాస్‌ వరకు అయస్కాంత క్షేత్రం ఉంటుందని 2010లో బ్రూస్‌ బఫే నిర్ధరించారు. మహా సముద్రాల్లో చంద్రుడు, సూర్యుడు అలలను సృష్టించినట్టుగానే భూమిలోని ద్రవ ఔటర్‌ కోర్‌లోనూ అలలను పుట్టిస్తాయనే సూత్రం మీద ఆయన అధ్యయనం నిర్వహించారు. ఔటర్‌ కోర్‌ అయస్కాంత క్షేత్రం ద్వారా ద్రవం కదులుతున్నప్పుడు విద్యుత్‌ ప్రవాహాలు పుట్టుకొస్తున్నాయని, ఇవి వేడిని బట్టి శక్తిని వెదజల్లుతాయని గుర్తించారు. ఇది అలల మీద చూపే ప్రభావం ఆధారంగా ఇన్నర్‌ కోర్‌లోని అయస్కాంత క్షేత్రం బలాన్ని అంచనా వేశారు. ఇది పరోక్ష గణనే.

ఏంటీ దీని గొప్ప?

భూ ఘనపరిమాణంతో పోలిస్తే ఇన్నర్‌ కోర్‌ ఘనపరిమాణం (1%) తక్కువే అయినా అయస్కాంత క్షేత్ర శక్తి సుమారు 10% వరకు ఉంటుంది. ఇది ఔటర్‌ కోర్‌ ద్రవం కదలికల్లో కీలక పాత్ర పోషిస్తుంది. భూ అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని సృష్టించటంలోనూ పాలు పంచుకుంటుంది. భూ అయస్కాంత క్షేత్రం లేకపోతే ప్రాణుల మనుగడ అసాధ్యం. అంతరిక్షం నుంచి వెలువడే రేడియేషన్‌ నుంచి భూమిని కాపాడేది అయస్కాంత క్షేత్రమే.

భూమి ఏర్పడ్డాకే..

అంతర్భాగం కన్నా భూమి వయసే పెద్దది! సుమారు 450 కోట్ల సంవత్సరాల క్రితం భూమి ఏర్పడింది. ఆరంభంలో ఇదంతా భారీ వేడి బంతే. రేడియోధార్మిక శక్తి క్షీణించటం, మిగిలిపోయిన వేడి భూమిని మరింత వేడెక్కించాయి. సుమారు 50 కోట్ల సంవత్సరాల తర్వాత ఐరన్‌ కరిగే స్థితికి ఉష్ణోగ్రత పెరిగింది. ఇది భూమి చరిత్రలో కీలక దశ అనుకోవచ్చు. దీన్ని ఐరన్‌ ఉపద్రవం అని పిలుచుకుంటారు. ఇది కరిగిన రాతి పదార్థాన్ని మరింత వేగంగా కదిలేలా చేసింది. ఈ క్రమంలో సిలికేట్లు, నీరు, చివరికి గాలి భూమి పైభాగాన స్థిరపడ్డాయి. తొలిదశ మ్యాంటిల్‌, క్రస్ట్‌కు ఇవే ఆధారం. ఐరన్‌, నికెల్‌, ఇతర భార లోహాలు గురుత్వాకర్షణ ప్రభావంతో భూమి కేంద్రంలోకి చేరుకున్నాయి. ఈ ప్రక్రియను ప్లానెటరీ డిఫరెన్షియేషన్‌ అంటారు. ఉష్ణాన్ని వెదజల్లే భూ అంతర్భాగాన్ని మండే కొలిమితో పోల్చుకోవచ్చు. ఇన్నర్‌ కోర్‌కు సమీపంలో ఉండే ద్రవ ఔటర్‌ కోర్‌ సరిహద్దు గట్టిపడే క్రమంలోనే ఈ ఉష్ణం వెలువడుతుంది.

పెరుగుతూ వస్తోంది

భూమి చల్లబడుతున్నకొద్దీ ఇన్నర్‌ కోర్‌ పెరుగుతూ వస్తుంది. ఇది ఏటా సుమారు మిల్లీమీటరు మేరకు పెరుగుతుందని అంచనా. వెలుపలి అంతర్భాగం ముక్కలు గట్టిపడటం వల్ల దీని సైజు పెరుగుతుంది. అయితే అన్నిచోట్లా ఒకేలా పెరగదు. టెక్టోనిక్‌ ఫలకాలు మ్యాంటిల్‌లోకి జారిపడే చోట్ల ఎక్కువగా పెరుగుతుంది. మునిగిపోయే ఫలకాలు అంతర్భాగం నుంచి వేడిని గ్రహిస్తాయి. చుట్టుపక్కల భాగాలను చల్లబరుస్తాయి. ఫలితంగా గట్టిపడే ప్రక్రియ పెరుగుతుంది.

సీస్మిక్‌ తరంగాలతో..

భూమి మ్యాంటిల్‌ గురించి శాస్త్రవేత్తలు చాలా విషయాలే తెలుసుకున్నారు గానీ కోర్‌ గురించే అంతగా తెలియదు. నేరుగా లెక్కించటానికి దీని నమూనాలేవీ లేవు. ఎందుకంటే ఇన్నర్‌ కోర్‌ను చేరుకోవటం అసాధ్యం. సీస్మిక్‌ తరంగాలు, భూమి అయస్కాంత క్షేత్రం విశ్లేషణ ఆధారంగానే చాలావరకు ఈ అంతర్భాగాన్ని అంచనా వేస్తున్నారు. ఇన్నర్‌ కోర్‌ స్వరూపాన్ని తెలుసుకోవటానికి శాస్త్రవేత్తలు వాడుకునేది దీన్నుంచి వెళ్లే సీస్మిక్‌ తరంగాలనే. భూ ఉపరితలానికి 30 కి.మీ. లోపల ఏర్పడే భూకంపాలతో మరింత ఎక్కువ సమాచారం లభిస్తుంది. సీస్మిక్‌ తరంగాల్లో ప్రైమరీ (పీ), సెకండరీ (ఎస్‌) అని రెండు రకాలుంటాయి. పీ తరంగాలు ఘన, ద్రవ పదార్థాల ద్వారా ప్రయాణిస్తాయి. అదే ఎస్‌ తరంగాలైతే కేవలం ఘన పదార్థాల నుంచే వెళ్తాయి. పీ, ఎస్‌ తరంగాలు వేర్వేరు వేగాల్లో ప్రయాణిస్తాయి. వేర్వేరు వేగాలతో ఆయా పదార్థాలను తాకుతాయి. ఇవి వెనక్కి రావటం, పదార్థాల గుండా సాగటం వంటి ఆధారంగా ఇన్నర్‌ కోర్‌ స్వభావాన్ని గుర్తిస్తారు. దీని సమాచారాన్ని తెలుసుకోవటానికి మరికొన్ని అంశాలూ ఉపయోగపడతాయి. వీటిల్లో ఒకటి భూ అయస్కాంత క్షేత్రం. ఇది చాలావరకు ఔటర్‌ కోర్‌లోని ద్రవ, విద్యుత్‌ ప్రవాహాల నుంచి పుట్టుకొస్తుంది. కానీ ఇన్నర్‌ కోర్‌ నుంచి బయటకు ప్రవహించే వేడి దీన్ని బలంగానే ప్రభావితం చేస్తుంది. లోపలి పొరల సాంద్రత, కొలత, పరిమాణాలు సైతం భూమి ద్రవ్యరాశి, గురుత్వాకర్షణ పరిధి, భూమి కోణీయ వంపు మీద ప్రభావం చూపుతాయి.

* భూమిలో వెలుపలి అంతర్భాగంతో కలవకుండా ఘన అంతర్భాగం ఉన్నట్టు 1936లో డచ్‌ శాస్త్రవేత్త ఇంగే లెహ్‌మాన్‌ కనుగొన్నారు. న్యూజిలాండ్‌లో సంభవించిన భూకంపాల సీస్మోగ్రామ్స్‌ను అధ్యయనం చేసి ఈ విషయాన్ని గుర్తించారు. మొదట్లో లోపలి అంతర్భాగం ఘన ఐరన్‌తో ఏర్పడి ఉండొచ్చనే అనుకున్నారు. కానీ 1952లో ఫ్రాన్సిస్‌ బిర్చ్‌ అనే శాస్త్రవేత్త ఇది ఐరన్‌ స్ఫటికాలతో కూడుకొని ఉండొచ్చని తేల్చారు. చివరికి ఇన్నర్‌ కోర్‌ కఠినత్వాన్ని 1971లో నిర్ధరించారు. నిజానికి ఇన్నర్‌ కోర్‌లో ఏమేం ఉంటాయో తెలిపే ప్రత్యక్ష రుజువులేవీ లేవు. అయితే గ్రహాల ఏర్పాటు సిద్ధాంతాన్ని అనుసరించి ఇది ప్రధానంగా ఐరన్‌-నికెల్‌ మిశ్రమ లోహమని భావిస్తున్నారు. కొద్దిమొత్తంలో సిలికాన్‌, ఆక్సిజన్‌, సల్ఫర్‌ వంటివి ఉండే అవకాశం లేకపోలేదనీ శాస్త్రవేత్తలు అనుకుంటున్నారు.

విలువైన మూలకాలు

ఐరన్‌లో కరిగే మూలకాలను సైడ్‌రోఫైల్స్‌ అంటారు. ఇవన్నీ బంగారం, ప్లాటినం, కోబాల్ట్‌ వంటి అమూల్య లోహాలే. భూ అంతర్భాగంలో మరో ముఖ్యమైన మూలకం సల్ఫర్‌. నిజానికి భూమి మీది సల్ఫర్‌లో 90% అంతర్భాగంలోనే ఉంటుంది.