यूरोप में 117 साल पहले हुई एक भूकंपीय घटना ने ग्रह की आंतरिक संरचना के बारे में वैज्ञानिक समझ को बदल दिया, जिससे पृथ्वी की सतह के नीचे एक छिपी हुई सीमा के अस्तित्व का पता चला।
ग्रह की गहराइयों की जांच करना विज्ञान के लिए एक विशाल चुनौती है। हालांकि अंतरिक्ष यानों ने सौर मंडल की सीमाओं को पार किया है, मानव द्वारा की गई सबसे गहरी ड्रिलिंग केवल क्रस्ट में 12 किलोमीटर से थोड़ी अधिक तक ही पहुंची है। सबसे गहरी परतों तक सीधी पहुंच की असंभवता के कारण, पृथ्वी के आंतरिक भाग के बारे में अधिकांश ज्ञान अप्रत्यक्ष तरीकों पर आधारित है, जैसे कि भूकंपीय तरंगों का विश्लेषण, जो सतह के नीचे दर्जनों, सैकड़ों या यहां तक कि हजारों किलोमीटर दूर की संरचनाओं का अध्ययन करने की अनुमति देता है।
ग्रह की आंतरिक संरचना की तुलना एक उबले अंडे से की जा सकती है: खोल क्रस्ट का प्रतिनिधित्व करता है, सफेदी सघन मेंटल का प्रतिनिधित्व करती है, और जर्दी कोर है, जो सतह से छह हजार किलोमीटर से अधिक दूर स्थित है।
8 अक्टूबर 1909 को बाल्कन क्षेत्र में, वर्तमान क्रोएशिया के पास कुपा नदी घाटी में दर्ज किए गए भूकंप का विश्लेषण करते हुए, क्रोएशियाई वैज्ञानिक एंड्रीजा मोहोरोविकिच ने एक अजीब घटना देखी। कंपन द्वारा उत्पन्न तरंगें एक निश्चित गहराई पर पहुंचने पर अचानक तेज हो गईं। इस अप्रत्याशित त्वरण ने पृथ्वी की क्रस्ट और मेंटल के बीच विभाजन की खोज की, एक विभाजक परत जिसे मोहोरोविकिच असंततता कहा जाता है, लेकिन वैज्ञानिकों द्वारा विश्व स्तर पर केवल मोहो के रूप में जाना जाता है।
थियागो माईआ, भौतिक विज्ञानी, खगोल भौतिकीविद् और प्राकृतिक घटनाओं के विशेषज्ञ, जो ब्राजील में वैश्विक जलवायु घोषणा के राजदूत भी हैं, ने कहा कि इस खोज ने भूभौतिकी में क्रांति ला दी है। उन्होंने प्रदर्शित किया कि भूकंप उपसतह की अप्रत्यक्ष जांच के उपकरण के रूप में कार्य कर सकते हैं। माईआ के अनुसार, मोहो की खोज ने साबित किया कि पृथ्वी में आंतरिक परतें हैं जिनकी विशिष्ट विशेषताएं हैं, विशेष रूप से क्रस्ट और मेंटल के बीच परिवर्तन, जिसने भूभौतिकी में क्रांति ला दी और बिना ड्रिलिंग के आंतरिक भाग की जांच के लिए भूकंपों के उपयोग को मान्य किया।
माईआ इस बात पर जोर देते हैं कि सौ वर्षों से अधिक समय बाद भी, मोहो ग्रह की संरचना को समझने के लिए मौलिक बनी हुई है। वह बताते हैं कि मनुष्यों ने कभी भी मेंटल को उसकी प्राकृतिक अवस्था में ड्रिल नहीं किया है, फिर भी भूकंपों द्वारा उत्पादित भूकंपीय तरंगों का उपयोग करके बड़ी गहराइयों में क्षेत्रों का अध्ययन करना संभव है।
विशेषज्ञ बताते हैं कि यह परत की गहराई ग्रह पर स्थान के अनुसार भिन्न होती है। महासागरों के नीचे, मोहो लगभग छह किलोमीटर पर स्थित है, जबकि महाद्वीपीय द्रव्यमानों के नीचे, इसकी मोटाई पैंतीस किलोमीटर तक पहुंच जाती है, हालांकि ये मान क्षेत्रीय परिवर्तनों से गुजर सकते हैं। अधिकांश शोधकर्ता इस वेग परिवर्तन को विभिन्न प्रकार की चट्टानों के बीच संक्रमण से जोड़ते हैं; क्रस्ट से मेंटल में जाने पर, संरचनाएं अलग-अलग संरचनाएं और विशेषताएं प्राप्त करती हैं, जिसमें मेंटल अक्सर पेरिडोटाइट जैसी चट्टानों से जुड़ा होता है, जो अधिक सघन और खनिज से भरपूर होते हैं।
हालांकि, माईआ एक महत्वपूर्ण चेतावनी देते हैं: मोहो को केवल एक पूरी तरह से परिभाषित भौतिक बाधा के रूप में नहीं देखा जाना चाहिए। यह मुख्य रूप से भूकंपीय तरंगों के व्यवहार द्वारा पता लगाई गई एक असंततता है। भूकंपीय वेग में वृद्धि को आमतौर पर चट्टानों के गुणों और संरचना में पर्याप्त संशोधन के परिणाम के रूप में व्याख्या किया जाता है, जो क्रस्टल चट्टानों से मेंटल संरचनाओं में संक्रमण को चिह्नित करता है, जो अक्सर ओलिविन और पाइरोक्सीन जैसे खनिजों से समृद्ध होते हैं, जैसा कि भौतिक विज्ञानी ने ओल्हार डिजिटल को साक्षात्कार में समझाया।
इन भूवैज्ञानिक कंपनों के विश्लेषण ने पृथ्वी की आंतरिक संरचना को मैप करने के लिए एक प्रमुख विधि के रूप में खुद को स्थापित किया है। भूकंपीय तरंगों की गति, दिशा, परावर्तन और अपवर्तन की जांच करके, वैज्ञानिक ग्रहों की परतों के बीच सीमाओं को रेखांकित कर सकते हैं और उपसतह के महत्वपूर्ण गुणों का अनुमान लगा सकते हैं, जैसे कि गहराई, संरचना, कठोरता, तापमान और सामग्रियों की भौतिक स्थिति।
हालांकि, इस अप्रत्यक्ष विधि की महत्वपूर्ण सीमाएं हैं जो ग्रह के केंद्र का पूर्ण दृश्य बाधित करती हैं। कैप्चर किए गए संकेत गहरे संरचनाओं का सटीक और तत्काल चित्रण प्रदान नहीं करते हैं, क्योंकि पूरी तरह से अलग भूवैज्ञानिक संरचनाएं समान संकेतों के पैटर्न उत्पन्न कर सकती हैं। इसके अलावा, विश्लेषण की सटीकता भूकंपों के केंद्र और विश्व स्तर पर सिस्मोग्राफिक स्टेशनों के वितरण पर निर्भर करती है, जिससे शोधकर्ताओं को सीस्मोलॉजी डेटा को चट्टान अध्ययनों, गुरुत्वाकर्षण माप और प्रयोगशाला सिमुलेशन के साथ सहसंबंधित करने के लिए मजबूर होना पड़ता है।
सिद्धांतों को मान्य करने और अप्रत्यक्ष मापों की सीमाओं को दूर करने के लिए, भूवैज्ञानिक ऊपरी मेंटल तक पहुंचने के लिए क्रस्ट को ड्रिल करने की मांग करते हैं। मेंटल का सीधा नमूना प्राप्त करना एक निर्णायक वैज्ञानिक प्रगति होगी। माईआ बताते हैं कि ऐसा नमूना मेंटल चट्टानों की संरचना और गुणों को अनुभवजन्य रूप से सत्यापित करने की अनुमति देगा, जिससे उनके खनिजों, तापमान, दबाव, पानी की उपस्थिति और अन्य तत्वों के बारे में खोजें संभव होंगी, साथ ही मेंटल की गति और ज्वालामुखी और पृथ्वी के विकास पर इसके प्रभाव की समझ को गहरा किया जा सकेगा।
हालांकि मेंटल तक ड्रिल करने का विचार सरल लगता है, व्यावहारिक कार्यान्वयन को जबरदस्त तकनीकी बाधाओं का सामना करना पड़ता है, खासकर समुद्री वातावरण में। डूबे हुए ज्वालामुखीय श्रृंखलाओं के पास के क्षेत्र पतली क्रस्ट प्रदर्शित करते हैं और ड्रिलिंग के लिए दिलचस्प लक्ष्य हैं। हालांकि, मैग्मा से निकलने वाली अत्यधिक गर्मी ड्रिलिंग उपकरणों को लक्ष्य तक पहुंचने से पहले पिघला और क्षतिग्रस्त कर सकती है।
समुद्री ड्रिलिंग का पहला प्रयास 1961 में मेक्सिको तट पर हुआ था, लेकिन यह कम गहराई तक ही पहुंचा। दशकों बाद, समुद्र तल पर सबसे गहरे बोरहोल मुश्किल से दो किलोमीटर की बाधा को पार कर पाए। जापानी अनुसंधान जहाज चिकीयू को सक्रिय करने के साथ एक नया दृष्टिकोण उभरा। यह जहाज समुद्री तल के नमूनों के संग्रह पर केंद्रित एक अंतरराष्ट्रीय कार्यक्रम का हिस्सा है और इसे पिछली गहराई सीमाओं को पार करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। प्रशांत महासागर में तीन क्षेत्रों को परियोजना के लिए पूर्व-चयनित किया गया था: मेक्सिको, निकारागुआ और हवाई के उत्तर में तटवर्ती क्षेत्र।
योजना के बावजूद, उच्च लागत और खुले समुद्र में संचालन से जुड़ी तकनीकी चुनौतियों के कारण मेंटल तक की यात्रा अभूतपूर्व बनी हुई है। फिर भी, वैज्ञानिक समुदाय भविष्य में मोहो को पार करने और पृथ्वी के आंतरिक भाग के रहस्यों को उजागर करने के उद्देश्य से नई तकनीकों को विकसित करना जारी रखे हुए है।