వార్తల్లో ఎందుకు?
ఇండియన్ ఇన్స్టిట్యూట్ ఆఫ్ టెక్నాలజీ ఖరగ్పూర్ (IIT Kharagpur) మరియు అహ్మదాబాద్లోని ఫిజికల్ రీసెర్చ్ లాబొరేటరీ (Physical Research Laboratory - PRL) పరిశోధకులు చంద్రునిపై ఉన్న టైటానియం అధికంగా ఉండే శిలలు ఎలా ఏర్పడ్డాయో ప్రయోగాత్మకంగా వివరించారు. వారి అధ్యయనం చంద్రుని ప్రారంభ మాగ్మా సముద్రం (magma ocean) యొక్క విపరీతమైన పీడనం మరియు ఉష్ణోగ్రతలను అనుకరించి చూసింది. చంద్రుని ఉపరితలంపై కనిపించే టైటానియం అధికంగా ఉండే బసాల్ట్లను ఉత్పత్తి చేయడానికి అరుదైన ఇల్మెనైట్-బేరింగ్ క్యుములేట్స్ (ilmenite-bearing cumulates) ఎలా కరిగిపోయాయో ఇది వెల్లడించింది. రాబోయే చంద్రయాన్-4 మిషన్కు శాస్త్రీయంగా విలువైన ల్యాండింగ్ సైట్లను గుర్తించడంలో ఈ పరిశోధనలు సహాయపడతాయి.
నేపథ్యం
టైటానియం అనేది 1791లో కనుగొనబడిన ఒక ట్రాన్సిషన్ మెటల్ (transition metal), దీనిని 20వ శతాబ్దం ప్రారంభంలో మాత్రమే స్వచ్ఛమైన రూపంలో సంగ్రహించారు. ఇది దాని అధిక బలం-నుండి-బరువు నిష్పత్తి (strength-to-weight ratio), అద్భుతమైన తుప్పు నిరోధకత (corrosion resistance) మరియు బయో కాంపాబిలిటీ (biocompatibility) కోసం ప్రసిద్ధి చెందింది. ఈ లక్షణాలు ఏరోస్పేస్ భాగాలు, ఓడ నిర్మాణం, వైద్య ఇంప్లాంట్లు మరియు పారిశ్రామిక పరికరాలలో టైటానియంను ఎంతో ముఖ్యమైనదిగా చేశాయి. దీని తక్కువ సాంద్రత వల్ల విమానాలు మరియు అంతరిక్ష నౌకలు బలాన్ని కోల్పోకుండా బరువు తగ్గించడానికి వీలు కల్పిస్తుంది. ఉప్పు నీరు మరియు జీవసంబంధిత ద్రవాలలో తుప్పు పట్టకుండా ఉండటం వల్ల ఇది మెరైన్ మరియు బయోమెడికల్ అనువర్తనాల్లో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతోంది. టైటానియం జడమైనది (inert) కావడం మరియు ఎముకతో బాగా కలిసిపోవడం వల్ల, ఇది తుంటి మార్పిడి, డెంటల్ ఇంప్లాంట్లు మరియు సర్జికల్ సాధనాలకు బాగా ప్రాధాన్యతనిస్తుంది.
చంద్రుని టైటానియం అధికంగా ఉండే శిలలను డీకోడింగ్ చేయడం
IIT-PRL బృందం చంద్రుని లోపల లోతుగా ఉన్న ఇల్మెనైట్-బేరింగ్ క్యుములేట్స్ (IBC) అని పిలువబడే అరుదైన, ఇనుము మరియు టైటానియం అధికంగా ఉండే పొరల వైపు దృష్టి సారించింది. చంద్రుని మాగ్మా సముద్రం స్ఫటికీకరించడం (crystallise) ప్రారంభించినప్పుడు సుమారు 4.3–4.4 బిలియన్ సంవత్సరాల క్రితం ఈ శిలలు ఏర్పడ్డాయి. 3 గిగాపాస్కల్స్ (gigapascals) ఒత్తిడి మరియు 1,500 °C కంటే ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రతను పునఃసృష్టించే అధిక-పీడన పరికరాన్ని ఉపయోగించి, పరిశోధకులు సింథటిక్ IBC నమూనాలను కరిగించి ఉష్ణోగ్రతతో పాటు మాగ్మాలు ఎలా మారుతున్నాయో గమనించారు.
- ఇంటర్మీడియట్ వర్సెస్ అల్ట్రా-హై టైటానియం కరుగుదల: అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద పాక్షికంగా కరగడం వల్ల మోస్తరు టైటానియం-రిచ్ ద్రవాలు ఉత్పత్తి అవుతాయని ప్రయోగాలు చూపించాయి, ఇవి ఇంటర్మీడియట్-Ti బసాల్ట్లుగా గట్టిపడతాయి. తక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద, కరిగిన ద్రవాలు టైటానియంలో అత్యంత సమృద్ధిగా మరియు మెగ్నీషియంలో తక్కువగా ఉన్నాయి.
- ఇతర మాగ్మాలతో కలపడం: ఉపరితలాన్ని చేరుకోవడానికి ముందు, ఈ టైటానియం అధికంగా ఉండే మాగ్మాలు సాధారణ చంద్ర మాగ్మాలతో సంకర్షణ చెంది, అపోలో మరియు ఇతర మిషన్ల ద్వారా సేకరించిన నమూనాలను పోలిన కూర్పుల స్పెక్ట్రమ్ను సృష్టించాయి.
- డైనమిక్ ఇంటీరియర్: చంద్రుని ప్రారంభ చరిత్రలో, దట్టమైన ద్రవాలు తిరిగి మాంటిల్లోకి (mantle) మునిగిపోయి ఉండవచ్చని, అయితే తేలికపాటి ద్రవాలు పైకి లేచాయని పరిశోధన సూచిస్తుంది. ఇది మాంటిల్ ఓవర్టర్న్ (mantle overturn) ప్రక్రియను సూచిస్తుంది మరియు చంద్రుని లోపలి భాగం స్థిరంగా ఉంటుందనే భావనను సవాలు చేస్తుంది.
చంద్రయాన్-4 కోసం చిక్కులు
టైటానియం అధికంగా ఉండే బసాల్ట్లు ఎలా ఉద్భవించాయో అర్థం చేసుకోవడం వల్ల, ఈ శిలలు ఎక్కడ పేలాయో గుర్తించడంలో శాస్త్రవేత్తలకు సహాయపడుతుంది. చంద్రయాన్-2 మరియు ఇతర ఆర్బిటర్లలోని రిమోట్ సెన్సింగ్ పరికరాలు టైటానియం హాట్స్పాట్లను మ్యాప్ చేశాయి మరియు కొత్త నమూనాలు అంతర్లీన IBC పొరలు ఎక్కడ కరిగి ఉపరితలంపైకి వచ్చాయో సూచిస్తున్నాయి. ఈ పదార్థాలు అధికంగా ఉండే ల్యాండింగ్ సైట్ను ఎంచుకోవడం వల్ల చంద్రయాన్-4 రోవర్ చంద్రుని ప్రారంభ వ్యత్యాసం మరియు అగ్నిపర్వత చరిత్రను నమోదు చేసే నమూనాలను సేకరించడానికి అనుమతిస్తుంది.
ముగింపు
టైటానియం యొక్క ప్రత్యేక లక్షణాలు భూమిపై సుదీర్ఘకాలంగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి మరియు ఇప్పుడు ప్రయోగశాల ప్రయోగాలు చంద్రునిపై దాని రహస్యాలను విప్పుతున్నాయి. చంద్రుని పరిస్థితులను పునరుత్పత్తి చేయడం మరియు ప్రాచీన ఖనిజాలను అధ్యయనం చేయడం ద్వారా, భారతీయ శాస్త్రవేత్తలు భవిష్యత్ అన్వేషణ మిషన్లకు మార్గనిర్దేశం చేయడంలో సహాయపడుతున్నారు మరియు గ్రహాల నిర్మాణంపై మన అవగాహనను పెంచుతున్నారు.
మూలం: The Hindu