चाँद के टाइटेनियम रहस्य का समाधान? IIT-खड़गपुर के अध्ययन में चंद्र बेसाल्ट उत्पत्ति का खुलासा

मुख्य बातें

• क्या हुआ: IIT-खड़गपुर और PRL अहमदाबाद के शोधकर्ताओं ने चंद्र बेसाल्ट में उच्च टाइटेनियम सामग्री के लिए एक प्रयोगात्मक स्पष्टीकरण दिया है।
• महत्व क्यों: निष्कर्ष 2028 में इसरो के चंद्रयान-4 मिशन के लिए लैंडिंग स्थलों के चयन को सूचित कर सकते हैं।
• क्या बदलाव: अध्ययन चंद्रमा के आंतरिक भाग और ज्वालामुखी इतिहास की गहरी समझ प्रदान करता है।
• कौन प्रभावित: ग्रह वैज्ञानिक, इसरो और भविष्य के चंद्र मिशनों को इस शोध से लाभ होगा।

चंद्रमा के रहस्यों को उजागर करना: टाइटेनियम पहेली

चंद्रमा की सतह प्राचीन लावा प्रवाह से ढकी है, जो पृथ्वी से काफी अलग है। चंद्र बेसाल्ट में असामान्य रूप से उच्च स्तर का टाइटेनियम डाइऑक्साइड (TiO2) होता है, कभी-कभी 18% तक, जो एक लंबे समय से चली आ रही वैज्ञानिक पहेली है।

IIT-खड़गपुर और PRL अहमदाबाद के शोधकर्ताओं द्वारा जिओचिमिका एट कोस्मोचिमिका एक्टा में प्रकाशित एक नए अध्ययन में एक ठोस स्पष्टीकरण दिया गया है।

चंद्रयान-4 के निहितार्थ

इसरो के 2028 में नियोजित चंद्रयान-4 मिशन का उद्देश्य पृथ्वी पर वापस लाने के लिए चंद्र चट्टान के नमूने एकत्र करना है। मिशन की सफलता के लिए इष्टतम लैंडिंग साइट का चयन महत्वपूर्ण है।

"चंद्रमा के दक्षिणी ध्रुव के पास के क्षेत्र, जैसे कि शिव शक्ति क्षेत्र के पास के क्षेत्र, जिनका मूल्यांकन चंद्रयान-4 के लिए किया जा रहा है, का चंद्रयान-2, नासा के लूनर रिकोनिसेंस ऑर्बिटर और अन्य मिशनों के डेटा का उपयोग करके विस्तार से अध्ययन किया गया है। हमारे काम में आंतरिक परिप्रेक्ष्य की गहराई है।" - प्रोफेसर घोष, IIT-खड़गपुर

अध्ययन की पहली लेखिका हिमेला मोइत्रा का सुझाव है कि लैंडर पर लगे हाई-रिज़ॉल्यूशन कैमरे खनिजों की पहचान कर सकते हैं। उन्होंने यह भी उल्लेख किया कि एक्स-रे फ्लोरेसेंस और एक्स-रे विवर्तन जैसे उपकरण उनकी रासायनिक संरचना का निर्धारण कर सकते हैं। तमालकांति मुखर्जी ने कहा कि रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी जैसे स्पेक्ट्रोस्कोपिक उपकरण खनिज चरणों की पुष्टि कर सकते हैं, जैसा कि मंगल मिशनों में होता है।

इल्मेनाइट-बेयरिंग क्यूमुलेट (IBC) परत

लगभग 4.3 बिलियन वर्ष पहले, चंद्रमा पिघली हुई अवस्था से ठंडा हो रहा था। क्रिस्टलीकृत होने वाली अंतिम परत घनी, लौह- और टाइटेनियम युक्त इल्मेनाइट-बेयरिंग क्यूमुलेट (IBC) परत थी। IBC परत चंद्र मेंटल में डूब गई और पिघलने लगी, जिससे टाइटेनियम युक्त आंशिक पिघलाव पैदा हुआ, जो चंद्र बेसाल्ट का संदिग्ध स्रोत है।

प्रयोगशाला में चंद्र स्थितियों को फिर से बनाना

शोधकर्ताओं ने IIT खड़गपुर में एक पिस्टन-सिलेंडर उपकरण का उपयोग किया, जो 3 GPa तक के दबाव और 1,500 डिग्री सेल्सियस तक के तापमान में सक्षम है। उन्होंने दो प्रयोग डिज़ाइन किए, एक IBC परत की नकल करते हुए जो मेंटल के संपर्क में है, और दूसरा वंश/आरोहण के दौरान रासायनिक संपर्क का अनुकरण करता है।

प्रतिक्रियाएं और मिश्रण

परीक्षणों से संकेत मिलता है कि उच्च-टाइटेनियम बेसाल्ट जटिल प्रतिक्रियाओं और मिश्रण के परिणामस्वरूप बने। पहले प्रयोग ने टाइटेनियम में उच्च लेकिन मैग्नीशियम में कम पिघलाव उत्पन्न किया। मिश्रित प्रयोगों ने मैग्नीशियम में बहुत अधिक और टाइटेनियम में बहुत कम बेसाल्ट का उत्पादन किया। फिर टीम ने इन प्रक्रियाओं को कंप्यूटर पर अनुकरण किया। कुछ पिघली हुई चट्टानें मध्यम टाइटेनियम स्तरों के साथ सीधे फट सकती हैं। टाइटेनियम युक्त चट्टानें अंदर गहराई तक फंसी हो सकती हैं।

दो-चरणीय मॉडल

टीम के दो-चरणीय मॉडल ने उच्च-टाइटेनियम बेसाल्ट की मैग्नीशियम, टाइटेनियम, सिलिकॉन और लोहे की सामग्री को पुन: प्रस्तुत किया। हालांकि, इसने एल्यूमीनियम और कैल्शियम ऑक्साइड को कम करके आंका। यह मॉडल अरबों वर्षों तक टाइटेनियम युक्त पिघलाव के भंडार का सुझाव देकर लंबे समय तक ज्वालामुखी गतिविधि की भी व्याख्या करता है।

"भारतीय प्रयोगशालाओं, जिनमें IIT खड़गपुर, PRL अहमदाबाद और अन्य इसरो केंद्र शामिल हैं, ने हाल के वर्षों में महत्वपूर्ण प्रगति की है... हमारे अध्ययन से पता चलता है कि ग्रह के आंतरिक भागों से संबंधित उच्च दबाव प्रायोगिक कार्य अब पूरी तरह से भारत के भीतर किया जा सकता है, जो ग्रह विज्ञान में स्वदेशी क्षमता निर्माण की दिशा में एक महत्वपूर्ण कदम है।" - प्रोफेसर घोष, IIT-खड़गपुर

आगे क्या देखना है

भविष्य के शोध में एल्यूमीनियम और कैल्शियम ऑक्साइड के स्तर को बेहतर ढंग से बताने के लिए मॉडल को परिष्कृत करने पर ध्यान केंद्रित किया जाएगा। वैज्ञानिक यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी के लूनर वोलेटाइल एंड मिनरलॉजी मैपिंग ऑर्बिटर मिशन (2028) जैसे आगामी चंद्र मिशनों से डेटा का विश्लेषण भी करेंगे ताकि निष्कर्षों को और मान्य किया जा सके।