चर्चा में क्यों?
भारतीय प्रौद्योगिकी संस्थान खड़गपुर (IIT Kharagpur) और अहमदाबाद में भौतिक अनुसंधान प्रयोगशाला (Physical Research Laboratory - PRL) के शोधकर्ताओं ने प्रयोगात्मक रूप से यह डिकोड किया है कि चंद्रमा की टाइटेनियम-समृद्ध चट्टानें कैसे बनीं। उनके अध्ययन ने चंद्रमा के प्रारंभिक मैग्मा महासागर (magma ocean) के अत्यधिक दबाव और तापमान का अनुकरण किया, जिससे पता चला कि चंद्र सतह पर देखे गए टाइटेनियम-समृद्ध बेसाल्ट का उत्पादन करने के लिए दुर्लभ इल्मेनाइट-असर वाले क्यूमुलेट्स (ilmenite-bearing cumulates) कैसे पिघल गए। ये निष्कर्ष आगामी चंद्रयान-4 (Chandrayaan-4) मिशन को वैज्ञानिक रूप से मूल्यवान लैंडिंग साइटों की पहचान करने में मदद करेंगे।
पृष्ठभूमि
टाइटेनियम एक संक्रमण धातु (transition metal) है जिसकी खोज 1791 में हुई थी और इसे 20वीं सदी की शुरुआत में ही शुद्ध रूप में निकाला गया था। इसे इसके उच्च शक्ति-से-वजन अनुपात (strength-to-weight ratio), उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोध (corrosion resistance) और बायोकम्पैटिबिलिटी (biocompatibility) के लिए जाना जाता है। ये गुण टाइटेनियम को एयरोस्पेस घटकों, जहाज निर्माण, चिकित्सा प्रत्यारोपण और औद्योगिक उपकरणों में अपरिहार्य बनाते हैं। इसका कम घनत्व विमान और अंतरिक्ष यान को ताकत का त्याग किए बिना वजन कम करने की अनुमति देता है, जबकि खारे पानी और जैविक तरल पदार्थों में जंग के प्रति इसके प्रतिरोध के कारण समुद्री और बायोमेडिकल अनुप्रयोगों में व्यापक उपयोग हुआ है। क्योंकि टाइटेनियम अक्रिय (inert) है और हड्डी के साथ अच्छी तरह से एकीकृत होता है, यह हिप रिप्लेसमेंट, दंत प्रत्यारोपण और शल्य चिकित्सा उपकरणों के लिए पसंद किया जाता है।
चंद्रमा की टाइटेनियम-समृद्ध चट्टानों को डिकोड करना
आईआईटी-पीआरएल टीम ने चंद्रमा के भीतर गहराई में दुर्लभ, लौह- और टाइटेनियम-समृद्ध परतों पर ध्यान केंद्रित किया, जिन्हें इल्मेनाइट-असर वाले क्यूमुलेट्स (IBC) कहा जाता है। ये चट्टानें लगभग 4.3-4.4 अरब साल पहले बनी थीं जब चंद्र मैग्मा महासागर क्रिस्टलीकृत होने लगा था। 3 गीगापास्कल (gigapascals) की स्थितियों और 1,500 °C से ऊपर के तापमान को फिर से बनाने वाले उच्च-दबाव उपकरण का उपयोग करते हुए, शोधकर्ताओं ने सिंथेटिक IBC नमूनों को पिघलाया और देखा कि तापमान के साथ परिणामी मैग्मा कैसे बदल गया।
- मध्यवर्ती बनाम अल्ट्रा-उच्च टाइटेनियम पिघल: प्रयोगों से पता चला है कि उच्च तापमान पर, आंशिक पिघलने से मध्यम टाइटेनियम-समृद्ध तरल पदार्थ उत्पन्न होते हैं जो मध्यवर्ती-टी (Ti) बेसाल्ट में जम जाते हैं। कम तापमान पर, पिघलने से टाइटेनियम अत्यधिक समृद्ध हो गया और मैग्नीशियम कम हो गया।
- अन्य मैग्मा के साथ मिश्रण: सतह तक पहुंचने से पहले, इन टाइटेनियम-समृद्ध मैग्मा ने अधिक पारंपरिक चंद्र मैग्मा के साथ बातचीत की, अपोलो और अन्य मिशनों द्वारा लिए गए नमूनों के समान रचनाओं का एक स्पेक्ट्रम बनाया।
- गतिशील आंतरिक भाग: शोध से यह भी पता चलता है कि चंद्रमा के शुरुआती इतिहास के दौरान, घने पिघले पदार्थ वापस मेंटल में डूब गए होंगे, जबकि उत्प्लावक (buoyant) पिघले पदार्थ ऊपर उठे होंगे, जो मेंटल ओवरटर्न (mantle overturn) की एक प्रक्रिया का संकेत देते हैं और एक स्थिर चंद्र आंतरिक भाग की धारणा को चुनौती देते हैं।
चंद्रयान-4 के लिए निहितार्थ
टाइटेनियम-समृद्ध बेसाल्ट की उत्पत्ति कैसे होती है, यह समझने से वैज्ञानिकों को उन क्षेत्रों की पहचान करने में मदद मिलती है जहां ये चट्टानें फूटी थीं। चंद्रयान-2 और अन्य ऑर्बिटर्स पर लगे रिमोट सेंसिंग उपकरणों ने टाइटेनियम हॉटस्पॉट का मानचित्रण किया है, और नए मॉडल संकेत देते हैं कि अंतर्निहित IBC परतें कहां पिघली होंगी और सामने आई होंगी। इन सामग्रियों से समृद्ध लैंडिंग साइट का चयन करने से चंद्रयान-4 के रोवर को चंद्रमा के शुरुआती भेदभाव और ज्वालामुखी इतिहास को रिकॉर्ड करने वाले नमूने एकत्र करने की अनुमति मिलेगी।
निष्कर्ष
टाइटेनियम के अद्वितीय गुणों का पृथ्वी पर लंबे समय से उपयोग किया जाता रहा है, और अब प्रयोगशाला प्रयोग चंद्रमा पर इसके रहस्यों को खोल रहे हैं। चंद्र स्थितियों का पुनरुत्पादन करके और प्राचीन खनिजों का अध्ययन करके, भारतीय वैज्ञानिक भविष्य के अन्वेषण मिशनों को चलाने में मदद कर रहे हैं और ग्रहों के निर्माण के बारे में हमारी समझ को गहरा कर रहे हैं।
स्रोत: The Hindu
