समुद्र विज्ञान और विश्व का प्रादेशिक भूगोल

जल महासागरों, वायुमंडल और स्थल के बीच कैसे आता-जाता है?

• जलीय चक्र जल को महासागरों, वायुमंडल और स्थल के बीच लगातार घुमाता रहता है और यह वाष्पीकरण, वर्षण और सतही बहाव के ज़रिए होता है। पृथ्वी के कुल जल का लगभग 97% महासागरों में है। 71% का आँकड़ा पृथ्वी की सतह पर उनके फैलाव को दर्शाता है, कुल जल में उनकी हिस्सेदारी को नहीं।
• पृथ्वी को नीला ग्रह कहा जाता है क्योंकि यह सौरमंडल का एकमात्र खगोलीय पिंड है जिसकी सतह पर भरपूर पानी मौजूद है। स्थल पर गिरने वाले जल का लगभग 59% वाष्पीकरण से वायुमंडल में लौट जाता है।
• महासागरीय बेसिन, धाराएँ, ज्वार-भाटा और निक्षेप मिलकर समुद्री भूगोल को आकार देते हैं और वैश्विक जलवायु के स्वरूप को प्रभावित करते हैं। प्रदूषण, गर्म होते समुद्री जल और मानवीय गतिविधियों के कारण प्रवाल भित्तियों सहित समुद्री जैव विविधता के संरक्षण की चुनौतियाँ बढ़ रही हैं।

वेगनर के महाद्वीपीय विस्थापन के विचार से आज का प्लेट विवर्तनिकी सिद्धांत कैसे विकसित हुआ?

• अल्फ्रेड वेगनर (Alfred Wegener) के 1912 के महाद्वीपीय विस्थापन सिद्धांत के अनुसार, सभी महाद्वीप कभी पैंजिया (Pangaea) नाम के एक विशाल भूखंड का हिस्सा थे। उसके चारों ओर पैंथालासा (Panthalassa) नाम का एक विशाल महासागर था। लगभग 200 मिलियन वर्ष पहले पैंजिया टूटकर लॉरेशिया (Laurasia) और गोंडवानालैंड (Gondwanaland) में बँट गया।
• आर्थर होम्स (Arthur Holmes) ने 1930 के दशक में प्रस्ताव रखा कि रेडियोधर्मी ऊष्मा से संचालित मैंटल की संवहन धाराएँ ही महाद्वीपों की गति का वास्तविक कारण थीं — यह वेगनर द्वारा बताए गए कमज़ोर ध्रुव-पलायन बल और ज्वारीय बल की तुलना में अधिक प्रभावी व्याख्या थी।
• हैरी हेस (Harry Hess) के 1961 के समुद्र तल प्रसरण सिद्धांत और मैकेंज़ी, पार्कर तथा मॉर्गन (McKenzie, Parker and Morgan) के 1967 के प्लेट विवर्तनिकी सिद्धांत ने इन विचारों को जोड़ा: स्थलमंडल सात प्रमुख प्लेटों और कई छोटी प्लेटों में बँटा है, और गति पूरी प्लेट करती है, केवल महाद्वीप नहीं।
• तीन प्रकार की प्लेट सीमाओं पर अलग-अलग प्रक्रियाएँ होती हैं: अपसारी सीमाएँ नई भूपर्पटी बनाती हैं (मध्य-अटलांटिक कटक), अभिसारी सीमाएँ अधोगमन क्षेत्रों में भूपर्पटी को नष्ट करती हैं और रूपांतर सीमाओं पर प्लेटें एक-दूसरे के बगल से खिसकती हैं, जिससे भूपर्पटी न बनती है, न नष्ट होती है। प्लेटों की गति बहुत अलग-अलग होती है, 2.5 cm/year से कम से लेकर 15 cm/year से अधिक तक। देखें WorldGeo0001 में इसकी पूरी प्रक्रिया।

महासागरीय धाराएँ किन बलों से चलती हैं और वे महत्त्वपूर्ण क्यों हैं?

• चार प्रमुख बल धारा को गति देना शुरू करते हैं: सूर्य की ऊष्मा, पवन, गुरुत्वाकर्षण और कोरिऑलिस बल। केवल सूर्य की ऊष्मा के कारण ही भूमध्य रेखा के पास जल का स्तर मध्य अक्षांशों की तुलना में लगभग 8 cm ऊँचा हो जाता है। इसके बाद कोरिऑलिस बल बहते पानी को मोड़कर बड़े गोलाकार प्रवाह बनाता है, जिन्हें महासागरीय भँवर (gyres) कहते हैं।
• पवन से चलने वाली सतही धाराएँ महासागर की ऊपरी 400 m परत के पानी को गतिमान करती हैं, जो कुल महासागरीय जल का केवल लगभग 10% है। घनत्व से संचालित ताप-लवणीय परिसंचरण बाकी 90% जल को महासागर तल के साथ गतिमान करता है। दोनों मिलकर एक वैश्विक “कन्वेयर बेल्ट” बनाते हैं।
• गल्फ स्ट्रीम (Gulf Stream) जैसी गर्म धाराएँ भूमध्य रेखा के पास से शुरू होकर ध्रुवों की ओर बढ़ती हैं; लैब्राडोर धारा (Labrador Current) जैसी ठंडी धाराएँ उच्च अक्षांशों से उष्णकटिबंधीय क्षेत्रों की ओर बहती हैं। जहाँ गर्म और ठंडी धाराएँ मिलती हैं, वहाँ दुनिया के सबसे अच्छे मत्स्य क्षेत्र पाए जाते हैं।
• दक्षिण अमेरिका के तट के पास पेरू (हम्बोल्ट) धारा (Peru or Humboldt Current) जैसे क्षेत्रों में ठंडा, पोषक तत्त्वों से भरपूर पानी ऊपर उठता है। इससे सतही जल को पोषक तत्त्व मिलते हैं और दुनिया के कुछ सबसे अधिक मछली उत्पादन वाले क्षेत्र बने रहते हैं। महासागरीय धाराएँ तटीय जलवायु को भी प्रभावित करती हैं, जिससे पास का स्थल अपने अक्षांश के आधार पर अपेक्षित तापमान से अधिक गर्म या ठंडा हो सकता है।

लहरों और ज्वार-भाटा में क्या होता है?

• लहर सतह पर ऊर्जा को आगे ले जाती है, पानी को नहीं; गहरे पानी में हर कण लगभग गोलाकार पथ पर घूमता है और अंत में लगभग वहीं पहुँच जाता है जहाँ से चला था। उथले पानी में कणों के पथ अंडाकार हो जाते हैं और थोड़ा-सा शुद्ध बहाव (स्टोक्स बहाव) बना रहता है। अधिकतर लहरों को ऊर्जा पवन से मिलती है। जब पानी की गहराई लहर की तरंगदैर्ध्य की लगभग आधी रह जाती है, तब लहर पर समुद्र तल का असर पड़ने लगता है। तट के पास अस्थिर होने पर ही लहर अधिक खड़ी होकर टूटती है।
• लहर की ऊँचाई उसके गर्त से शिखर तक की ऊर्ध्वाधर दूरी होती है और आयाम इस ऊँचाई का ठीक आधा होता है। किसी निश्चित बिंदु से लगातार दो शिखरों के गुजरने के बीच का समय तरंग का आवर्तकाल होता है और उनके बीच की क्षैतिज दूरी तरंगदैर्ध्य होती है।
• सूर्य और चंद्रमा के गुरुत्वाकर्षण खिंचाव के कारण समुद्री जल का दिन में लगभग दो बार नियमित रूप से ऊपर उठना और नीचे गिरना ज्वार-भाटा कहलाता है। जब सूर्य, चंद्रमा और पृथ्वी एक सीध में होते हैं, तो अधिक ऊँचाई वाले वृहत् ज्वार (spring tides) आते हैं; समकोण की स्थिति में कम ऊँचाई वाले लघु ज्वार (neap tides) आते हैं।
• अर्ध-दैनिक ज्वार-भाटा सबसे आम प्रकार है: एक दिन में लगभग समान ऊँचाई के दो ज्वार और दो भाटे आते हैं। दैनिक ज्वार-भाटा वाले क्षेत्रों में दिन में केवल एक ज्वार और एक भाटा आता है। उत्तरी अमेरिका के पश्चिमी तट पर दिखने वाले मिश्रित ज्वार-भाटा में लगातार आने वाले ज्वारों या भाटों की ऊँचाई अलग-अलग होती है।

कौन-सी प्रमुख और छोटी स्थलाकृतियाँ महासागर तल को आकार देती हैं?

• महाद्वीपीय मग्न तट प्रत्येक महाद्वीप का सबसे उथला और मंद ढाल वाला किनारा है। इसकी औसत चौड़ाई 80 km और ढाल 1° से कम होती है। इसका अंत एक तीखे ढाल-परिवर्तन पर होता है। इसके बाद आने वाला महाद्वीपीय ढाल कहीं अधिक खड़ा, 2-5°, होता है और 200-3,000 m की गहराई तक जाता है।
• गहरे समुद्र का मैदान महासागर तल का सबसे समतल और चिकना हिस्सा है, जो 3,000-6,000 m गहरा होता है। महासागरीय गर्त या खाइयाँ इससे भी 3-5 km अधिक गहरी होती हैं; अब तक खोजे गए 57 गर्तों में से 32 अकेले प्रशांत महासागर में हैं।
• मध्य-महासागरीय कटक दो पर्वत शृंखलाओं से बना होता है, जिनके बीच एक गहरा अवसाद होता है। इनके शिखर 2,500 m तक ऊँचे होते हैं; आइसलैंड (Iceland) सीधे मध्य-अटलांटिक कटक पर स्थित है। समुद्री पर्वत एक नुकीला ज्वालामुखीय शिखर होता है, जो 3,000-4,500 m ऊपर उठता है, लेकिन जल की सतह तक नहीं पहुँचता। गुयॉट (guyot) सपाट शीर्ष वाला समुद्री पर्वत है, जो धीरे-धीरे धँस गया है।
• अंतःसमुद्री कैनियन गहरी घाटियाँ हैं, जो महाद्वीपीय मग्न तट और ढाल को काटती हैं। ये अक्सर नदी के मुहाने पर मिलती हैं, जैसे हडसन कैनियन (Hudson Canyon)। एटॉल (atoll) एक नीचा, छल्ले के आकार का प्रवाल द्वीप है, जिसके बीच में एक लैगून होता है।

गहराई और अक्षांश के साथ महासागर का तापमान कैसे बदलता है?

• अक्षांश बढ़ने पर सतह का तापमान भूमध्य रेखा से ध्रुवों की ओर घटता है। उत्तरी गोलार्ध में स्थल क्षेत्र अधिक होने के कारण जल अधिक गर्म होता है। सतह का औसत तापमान कुल मिलाकर लगभग 27°C होता है, जो 20° अक्षांश पर लगभग 22°C, 40° पर 14°C और ध्रुवों पर लगभग 0°C रह जाता है।
• ताप प्रवणता क्षेत्र (thermocline) आमतौर पर 100-400 m की गहराई पर स्थित वह सीमा क्षेत्र है, जहाँ गहराई बढ़ने के साथ तापमान तेजी से घटता है। महासागरीय जल का लगभग 90% हिस्सा इसके नीचे होता है, जहाँ तापमान हिमांक के करीब रहता है।
• ऊपर से नीचे तीन परतें होती हैं: लगभग 500 m मोटी गर्म ऊपरी परत, जिसका तापमान 20-25°C होता है; फिर 500-1,000 m मोटा ताप प्रवणता क्षेत्र, जहाँ तापमान तेजी से घटता है; और अंत में हिमांक के करीब तापमान वाली ठंडी निचली परत, जो महासागर तल तक फैली होती है।

लवणता को कौन-से कारक नियंत्रित करते हैं और ज्वार-भाटा का खगोल विज्ञान से क्या संबंध है?

• लवणता का अर्थ प्रति 1,000 ग्राम समुद्री जल में घुले नमक की ग्राम में मात्रा है। इसे प्रति हजार भागों में व्यक्त किया जाता है; 24.7 ppt से अधिक लवणता वाले जल को हल्का खारा जल नहीं कहा जाता। लवणता मुख्य रूप से वाष्पीकरण और वर्षण पर निर्भर करती है, जबकि नदियों का जल तटों के पास इसे कम करता है।
• तुर्किये की वान झील (Lake Van) एक सोडा झील है, जिसकी लवणता लगभग 21-22.5 g/kg है. यह खुले महासागर (33-37 ppt) से कम है और मृत सागर (Dead Sea) (238 ppt) तथा ग्रेट सॉल्ट लेक (Great Salt Lake) (220 ppt) से बहुत कम है। यह पृथ्वी का सबसे अधिक लवणता वाला जल निकाय नहीं है। NCERT कक्षा 11 भूगोल में वान झील की लवणता लगभग 330‰ दी गई है। प्रत्यक्ष माप इससे बहुत कम, लगभग 22 g/kg हैं। परीक्षा में NCERT का आँकड़ा दें।
• महीने में एक बार चंद्रमा अपनी कक्षा में पृथ्वी के सबसे करीब आता है। इस स्थिति को उपभू (perigee) कहते हैं और इससे असामान्य रूप से ऊँचे ज्वार तथा नीचे भाटे आते हैं। दो सप्ताह बाद अपभू (apogee) पर ज्वार और भाटे के जलस्तर का अंतर कम हो जाता है। लगभग 3 जनवरी को पृथ्वी की उपसौर (perihelion) स्थिति में यह अंतर बढ़ता है; लगभग 4 जुलाई को अपसौर (aphelion) स्थिति में यह घटता है।
• नोवा स्कोशिया (Nova Scotia) की फंडी की खाड़ी (Bay of Fundy) में विश्व के सबसे ऊँचे ज्वार आते हैं, जहाँ जल 15-16 m तक ऊपर उठता है। नौपरिवहन के अलावा, ज्वार-भाटा नदीमुखों से गाद हटाता है, प्रदूषित जल को बहाकर बाहर निकालता है और बिजली पैदा करने में भी काम आता है। इसका एक उदाहरण पश्चिम बंगाल के सुंदरबन में दुर्गादुआनी की 3 MW परियोजना है।