भूकंप की स्थिति में छाया क्षेत्र (shadow zone) के संदर्भ में निम्नलिखित में से कौन-सा/कौन-से कथन सही है/हैं ? 1. भूकंप अधिकेंद्र से 105° और 145° के बीच के क्षेत्र को P-तरंगों और S-तरंगों दोनों के लिए छाया क्षेत्र के रूप में चिह्नित किया गया; 2. P-तरंगों का छाया क्षेत्र S-तरंगों के छाया क्षेत्र से अधिक विस्तृत है। नीचे दिए गए कूट का प्रयोग कर उत्तर चुनिए :
- (a)केवल 1
- (b)केवल 2
- (c)1 और 2 दोनों
- (d)न तो 1, न ही 2
उत्तर
क्यों
सही उत्तर — A, केवल कथन 1। अधिकेंद्र से 105 डिग्री के भीतर के भूकंपमापी P और S — दोनों तरंगें अभिलिखित करते हैं, जबकि 145 डिग्री से आगे के भूकंपमापी P-तरंगें तो अभिलिखित करते हैं किंतु S-तरंगें नहीं; अतः 105 और 145 डिग्री के बीच की पेटी में कोई भी नहीं पहुँचती और वह दोनों प्रकार की तरंगों के लिए छाया क्षेत्र है — कथन 1 सत्य है। कथन 2 वास्तविक संबंध को उलट देता है : S-तरंगों का छाया क्षेत्र P-तरंगों के छाया क्षेत्र से कहीं अधिक विस्तृत है, क्योंकि S-तरंगें द्रव बाह्य क्रोड से नहीं गुजर सकतीं और 105 डिग्री से आगे के पूरे दूरवर्ती भाग में अनुपस्थित रहती हैं, जबकि P-तरंगें केवल 105 से 145 डिग्री की सँकरी पट्टी छोड़ती हैं। अतः कथन 2 असत्य है और केवल कथन 1 सही है।
अन्य विकल्प क्यों गलत हैं
- (b)केवल 2 — कथन 2 असत्य है — यह इस तथ्य को उलट देता है कि S-तरंगों का छाया क्षेत्र ही बड़ा है — जबकि कथन 1 सत्य है, इसलिए अकेले कथन 2 को चुनना दोहरी भूल है।
- (c)1 और 2 दोनों — यह कथन 2 को गलत ढंग से सही गिन लेता है। P-तरंगों का छाया क्षेत्र दोनों में छोटा है, बड़ा नहीं, इसलिए दोनों सही नहीं हो सकते।
- (d)न तो 1, न ही 2 — यह कथन 1 को अस्वीकार करता है, जो सत्य है : 105 से 145 डिग्री की पेटी वास्तव में P और S — दोनों तरंगों के लिए छाया क्षेत्र है।
अवधारणा
जब भूकंप आता है तो विश्व भर के सभी भूकंपमापी उसकी तरंगें अभिलिखित नहीं करते। छाया क्षेत्र पृथ्वी की सतह की वह पेटी है जहाँ कोई सीधी P या S तरंग नहीं पहुँचती। इसका अस्तित्व, और यह तथ्य कि S-तरंगें कहीं अधिक विस्तृत क्षेत्र में लुप्त हो जाती हैं, वही प्रमुख साक्ष्य है जिससे पता चलता है कि पृथ्वी का बाह्य क्रोड द्रव है।
P-तरंगें अनुदैर्ध्य होती हैं और ठोस तथा द्रव — दोनों से गुजर सकती हैं, किंतु द्रव बाह्य क्रोड में प्रवेश करते ही वे तीव्रता से मुड़ (अपवर्तित) जाती हैं, जिससे लगभग 105 और 145 डिग्री के बीच एक वलयाकार रिक्ति रह जाती है। S-तरंगें अनुप्रस्थ होती हैं और द्रवों से बिल्कुल नहीं गुजर सकतीं, इसलिए वे लगभग 105 डिग्री से आगे हर जगह लुप्त हो जाती हैं। यही कारण है कि S-तरंगों का छाया क्षेत्र पूरे दूरवर्ती गोलार्ध को ढँकता है और P-तरंगों की पट्टी से कहीं बड़ा है — ठीक वह उलटा जो कथन 2 दावा करता है।
मुख्य तथ्य
- P-तरंगें 105 डिग्री के भीतर और फिर 145 डिग्री से आगे अभिलिखित होती हैं, जिससे 105 से 145 डिग्री के बीच P-तरंग छाया पट्टी बचती है।
- S-तरंगें केवल 105 डिग्री के भीतर अभिलिखित होती हैं; द्रव बाह्य क्रोड उन्हें उससे आगे कहीं पहुँचने नहीं देता।
- अतः 105 से 145 डिग्री तक की पेटी P और S — दोनों तरंगों के लिए छाया क्षेत्र है।
- S-तरंगों का छाया क्षेत्र (105 डिग्री से आगे की पूरी सतह) P-तरंग छाया पट्टी से कहीं बड़ा है, और इसी से द्रव बाह्य क्रोड का पता चला।
कथन 1 सत्य है और कथन 2 असत्य, इसलिए उत्तर केवल 1 है (विकल्प A)।
आगे की तैयारी
सामान्य भ्रम
- बड़ा छाया क्षेत्र S-तरंगों का है, P-तरंगों का नहीं।
- S-तरंगें केवल धीरे नहीं चलतीं; द्रव बाह्य क्रोड उन्हें पूरी तरह रोक देता है।
छाया क्षेत्र, P और S तरंगों के व्यवहार, तथा वे पृथ्वी के आंतरिक भाग के विषय में क्या बताती हैं — इन पर कथन-शुद्धता वाले प्रश्नों के रूप में पूछा जाता है।
संबंधित PYQ
निम्नलिखित कथनों पर विचार कीजिए : 1. भूकंपमापी में P तरंगें S तरंगों से पहले अभिलिखित होती हैं। 2. P तरंगों में अलग-अलग कण तरंग संचरण की दिशा में आगे-पीछे कंपन करते हैं, जबकि S तरंगों में कण तरंग संचरण की दिशा के समकोण पर ऊपर-नीचे कंपन करते हैं। उपर्युक्त में से कौन-सा/कौन-से कथन सही है/हैं ?
- (a) केवल 1
- (b) केवल 2
- (c) 1 और 2 दोनों
- (d) न तो 1, न ही 2
उत्तर(c) 1 और 2 दोनों — P तरंगें तेज़ होती हैं इसलिए पहले अभिलिखित होती हैं, और P तरंगें अनुदैर्ध्य जबकि S तरंगें अनुप्रस्थ होती हैं।
यूपीएससी P-तरंग और S-तरंग के उसी व्यवहार को जाँचता है जिससे वे छाया क्षेत्र बनते हैं जिनके बारे में Q115 पूछता है।
अभ्यास
- अभ्यास प्रश्न — वास्तविक PYQ नहीं
किस प्रकार की भूकंपीय तरंग पृथ्वी के द्रव बाह्य क्रोड से नहीं गुजर सकती ?
- (a)P तरंगें
- (b)S तरंगें
- (c)P और S दोनों तरंगें
- (d)सतही तरंगें
उत्तर(b) S तरंगें — अनुप्रस्थ होने के कारण ये द्रवों से नहीं गुजर सकतीं, इसलिए द्रव बाह्य क्रोड इन्हें रोक देता है। - अभ्यास प्रश्न — वास्तविक PYQ नहीं
भूकंपीय छाया क्षेत्र पृथ्वी के आंतरिक भाग की किस विशेषता का मुख्य प्रमाण देता है ?
- (a)एक ठोस आंतरिक क्रोड
- (b)एक द्रव बाह्य क्रोड
- (c)भूपर्पटी की मोटाई
- (d)मैंटल की उपस्थिति
उत्तर(b) एक द्रव बाह्य क्रोड — उस पर S-तरंगें रुक जाती हैं और P-तरंगें मुड़ जाती हैं, जिससे छाया क्षेत्र बनते हैं।