വാർത്തകളിൽ ഇടംനേടിയത് എന്തുകൊണ്ട്?
ഇന്ത്യൻ ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഓഫ് ടെക്നോളജി ഖരഗ്പൂരിലെയും (IIT Kharagpur) അഹമ്മദാബാദിലെ ഫിസിക്കൽ റിസർച്ച് ലബോറട്ടറിയിലെയും (Physical Research Laboratory - PRL) ഗവേഷകർ ചന്ദ്രനിലെ ടൈറ്റാനിയം സമ്പുഷ്ടമായ പാറകൾ എങ്ങനെ രൂപപ്പെട്ടുവെന്ന് പരീക്ഷണാത്മകമായി ഡീകോഡ് ചെയ്തു. അവരുടെ പഠനം ചന്ദ്രന്റെ ആദ്യകാല മാഗ്മ സമുദ്രത്തിന്റെ (magma ocean) അതികഠിനമായ മർദ്ദവും താപനിലയും കൃത്രിമമായി പുനഃസൃഷ്ടിച്ചു. ചന്ദ്രോപരിതലത്തിൽ കാണപ്പെടുന്ന ടൈറ്റാനിയം അടങ്ങിയ ബസാൾട്ടുകൾ രൂപപ്പെടാൻ സഹായിക്കുന്ന ഇൽമനൈറ്റ് അടങ്ങിയ ക്യുമുലേറ്റുകൾ (ilmenite-bearing cumulates) എങ്ങനെ ഉരുകി എന്ന് അവർ കണ്ടെത്തി. വരാനിരിക്കുന്ന ചന്ദ്രയാൻ-4 ദൗത്യത്തിന് ശാസ്ത്രീയമായി മൂല്യമുള്ള ലാൻഡിംഗ് സൈറ്റുകൾ തിരിച്ചറിയാൻ ഈ കണ്ടെത്തലുകൾ സഹായിക്കും.
പശ്ചാത്തലം
1791-ൽ കണ്ടുപിടിക്കപ്പെട്ട ഒരു സംക്രമണ ലോഹമാണ് (transition metal) ടൈറ്റാനിയം, 20-ാം നൂറ്റാണ്ടിന്റെ തുടക്കത്തിൽ മാത്രമാണ് ഇത് ശുദ്ധമായ രൂപത്തിൽ വേർതിരിച്ചെടുത്തത്. അതിന്റെ ഉയർന്ന സ്ട്രെങ്ത്-ടു-വെയ്റ്റ് അനുപാതം (strength-to-weight ratio), മികച്ച നാശന പ്രതിരോധം (corrosion resistance), ജൈവ പൊരുത്തം (biocompatibility) എന്നിവയ്ക്ക് ഇത് പേരുകേട്ടതാണ്. ഈ ഗുണങ്ങൾ എയറോസ്പേസ് ഘടകങ്ങൾ, കപ്പൽ നിർമ്മാണം, മെഡിക്കൽ ഇംപ്ലാന്റുകൾ, വ്യാവസായിക ഉപകരണങ്ങൾ എന്നിവയിൽ ടൈറ്റാനിയത്തെ ഒഴിച്ചുകൂടാനാവാത്തതാക്കുന്നു. ഇതിന്റെ കുറഞ്ഞ സാന്ദ്രത ശക്തി കുറയാതെ ഭാരം കുറയ്ക്കാൻ വിമാനങ്ങളെയും ബഹിരാകാശവാഹനങ്ങളെയും അനുവദിക്കുന്നു, അതേസമയം ഉപ്പുവെള്ളത്തിലും ജൈവ ദ്രാവകങ്ങളിലുമുള്ള നാശത്തിനെതിരെയുള്ള ഇതിന്റെ പ്രതിരോധം നാവിക, ബയോമെഡിക്കൽ ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ വ്യാപകമായ ഉപയോഗത്തിലേക്ക് നയിച്ചു. ടൈറ്റാനിയം നിഷ്ക്രിയമായതുകൊണ്ടും (inert) അസ്ഥിയുമായി നന്നായി ചേരുന്നതുകൊണ്ടും ഹിപ്പ് റീപ്ലേസ്മെന്റുകൾക്കും ഡെന്റൽ ഇംപ്ലാന്റുകൾക്കും ശസ്ത്രക്രിയാ ഉപകരണങ്ങൾക്കും ഇത് തിരഞ്ഞെടുക്കപ്പെടുന്നു.
ചന്ദ്രന്റെ ടൈറ്റാനിയം നിറഞ്ഞ പാറകളെ ഡീകോഡ് ചെയ്യുന്നു
ചന്ദ്രന്റെ ആഴത്തിലുള്ള ഇരുമ്പും ടൈറ്റാനിയവും നിറഞ്ഞ ഇൽമെനൈറ്റ്-ബെയറിംഗ് ക്യുമുലേറ്റുകൾ (IBC) എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്ന അപൂർവ പാളികളിലാണ് ഐഐടി-പിആർഎൽ (IIT-PRL) സംഘം ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിച്ചത്. ചന്ദ്രനിലെ മാഗ്മ സമുദ്രം ക്രിസ്റ്റലൈസ് ചെയ്യാൻ തുടങ്ങിയപ്പോൾ 4.3-4.4 ബില്യൺ വർഷങ്ങൾക്ക് മുമ്പാണ് ഈ പാറകൾ രൂപപ്പെട്ടത്. 3 ഗിഗാപാസ്കൽ (gigapascals) മർദ്ദവും 1,500 °C ന് മുകളിലുള്ള താപനിലയും പുനഃസൃഷ്ടിക്കുന്ന ഉയർന്ന സമ്മർദ്ദ ഉപകരണങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച്, ഗവേഷകർ സിന്തറ്റിക് IBC സാമ്പിളുകൾ ഉരുക്കുകയും താപനിലയ്ക്കനുസരിച്ച് തത്ഫലമായുണ്ടാകുന്ന മാഗ്മകൾ എങ്ങനെ മാറുന്നുവെന്ന് നിരീക്ഷിക്കുകയും ചെയ്തു.
- ഇന്റർമീഡിയറ്റ് വേഴ്സസ് അൾട്രാ ഹൈ ടൈറ്റാനിയം മെൽറ്റുകൾ: ഉയർന്ന താപനിലയിൽ, ഭാഗികമായ ഉരുകൽ മിതമായ ടൈറ്റാനിയം അടങ്ങിയ ദ്രാവകങ്ങൾ ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നുവെന്ന് പരീക്ഷണങ്ങൾ തെളിയിച്ചു, അവ ഇന്റർമീഡിയറ്റ്-Ti ബസാൾട്ടുകളായി കട്ടിയാകും. കുറഞ്ഞ താപനിലയിൽ, ഉരുകുന്നത് ടൈറ്റാനിയത്തിൽ അങ്ങേയറ്റം സമ്പന്നമാവുകയും മഗ്നീഷ്യം കുറയുകയും ചെയ്തു.
- മറ്റ് മാഗ്മകളുമായി ഇടകലരുന്നു: ഉപരിതലത്തിൽ എത്തുന്നതിന് മുമ്പ്, ടൈറ്റാനിയം അടങ്ങിയ ഈ മാഗ്മകൾ കൂടുതൽ പരമ്പരാഗതമായ ചാന്ദ്ര മാഗ്മകളുമായി ഇടപഴകി, അപ്പോളോയും മറ്റ് ദൗത്യങ്ങളും എടുത്ത സാമ്പിളുകളോട് സാമ്യമുള്ള ഘടനകളുടെ ഒരു സ്പെക്ട്രം സൃഷ്ടിച്ചു.
- ഡൈനാമിക് ഇന്റീരിയർ: ചന്ദ്രന്റെ ആദ്യകാല ചരിത്രത്തിൽ, സാന്ദ്രമായ ഉരുകിയ വസ്തുക്കൾ മാന്റിലിലേക്ക് (mantle) താഴുകയും പൊങ്ങിക്കിടക്കുന്നവ മുകളിലേക്ക് വരികയും ചെയ്തിരിക്കാമെന്ന് ഗവേഷണം നിർദ്ദേശിക്കുന്നു. ഇത് മാന്റിൽ ഓവർടേൺ (mantle overturn) എന്ന പ്രക്രിയയെ സൂചിപ്പിക്കുകയും ചന്ദ്രന്റെ ആന്തരികഭാഗം നിശ്ചലമാണെന്ന ധാരണയെ ചോദ്യം ചെയ്യുകയും ചെയ്യുന്നു.
ചന്ദ്രയാൻ-4-നുള്ള സൂചനകൾ
ടൈറ്റാനിയം നിറഞ്ഞ ബസാൾട്ടുകൾ എങ്ങനെ ഉത്ഭവിക്കുന്നുവെന്ന് മനസ്സിലാക്കുന്നത് ഈ പാറകൾ പൊട്ടിത്തെറിച്ച പ്രദേശങ്ങൾ തിരിച്ചറിയാൻ ശാസ്ത്രജ്ഞരെ സഹായിക്കുന്നു. ചന്ദ്രയാൻ-2 ലും മറ്റ് ഓർബിറ്ററുകളിലുമുള്ള റിമോട്ട് സെൻസിംഗ് ഉപകരണങ്ങൾ ടൈറ്റാനിയം ഹോട്ട്സ്പോട്ടുകൾ മാപ്പ് ചെയ്തിട്ടുണ്ട്, കൂടാതെ പുതിയ മോഡലുകൾ അടിസ്ഥാന IBC പാളികൾ എവിടെയാണ് ഉരുകി ഉപരിതലത്തിൽ വന്നതെന്ന് സൂചിപ്പിക്കുന്നു. ഈ വസ്തുക്കളാൽ സമ്പന്നമായ ഒരു ലാൻഡിംഗ് സൈറ്റ് തിരഞ്ഞെടുക്കുന്നത് ചന്ദ്രയാൻ-4 റോവറിന് ചന്ദ്രന്റെ ആദ്യകാല വ്യതിയാനങ്ങളും അഗ്നിപർവ്വത ചരിത്രവും രേഖപ്പെടുത്തുന്ന സാമ്പിളുകൾ ശേഖരിക്കാൻ അനുവദിക്കും.
ഉപസംഹാരം
ടൈറ്റാനിയത്തിന്റെ തനതായ ഗുണങ്ങൾ ഭൂമിയിൽ കാലങ്ങളായി ഉപയോഗിച്ചുവരുന്നു, ഇപ്പോൾ ലബോറട്ടറി പരീക്ഷണങ്ങൾ ചന്ദ്രനിലെ അതിന്റെ രഹസ്യങ്ങൾ വെളിപ്പെടുത്തുകയാണ്. ചന്ദ്രനിലെ സാഹചര്യങ്ങൾ പുനർനിർമ്മിക്കുകയും പുരാതന ധാതുക്കളെക്കുറിച്ച് പഠിക്കുകയും ചെയ്യുന്നതിലൂടെ, ഇന്ത്യൻ ശാസ്ത്രജ്ഞർ ഭാവിയിലെ പര്യവേക്ഷണ ദൗത്യങ്ങളെ നയിക്കാനും ഗ്രഹങ്ങളുടെ രൂപീകരണത്തെക്കുറിച്ചുള്ള നമ്മുടെ ധാരണ വർദ്ധിപ്പിക്കാനും സഹായിക്കുന്നു.
ഉറവിടം: The Hindu