बाह्यजन्य बल (Exogenetic Forces) | General Awareness & Knowledge for RRB NTPC (Hindi) - RRB NTPC/ASM/CA/TA PDF Download

बाह्य बल: निष्कर्षण और मौसम परिवर्तन

• आकृति विज्ञान संबंधी प्रक्रियाएँ को अंतर्जात प्रक्रियाओं और बाह्य प्रक्रियाओं में वर्गीकृत किया जाता है।
• बाह्य (Exogenetic) प्रक्रियाएँ पृथ्वी के पदार्थों में तनाव के कारण उत्पन्न होती हैं, जो सूर्य की गर्मी के कारण उत्पन्न विभिन्न बलों का परिणाम होती हैं।
• प्रति इकाई क्षेत्र पर लागू बल को तनाव कहा जाता है। तनाव ठोस में धकेलने या खींचने से उत्पन्न होता है।
• यह मूल कारण मौसम परिवर्तन, अपरदन, और पृथ्वी के पदार्थों के विकास में तनाव के निर्माण में सहायक होता है।
• तापमान और वृष्टि दो महत्वपूर्ण जलवायु तत्व हैं जो पृथ्वी के पदार्थों में तनाव उत्पन्न करके विभिन्न प्रक्रियाओं को नियंत्रित करते हैं।

• सभी बाह्य आकृति विज्ञान संबंधी प्रक्रियाएँ एक सामान्य शब्द निष्कर्षण के अंतर्गत आती हैं।
• शब्द 'निष्कर्षण' का अर्थ है हटाना या प्रकट करना।
• निष्कर्षण में मौसम परिवर्तन, द्रव्यमान अपव्यय/आंदोलन, अपरदन, और परिवहन शामिल हैं।
• निष्कर्षण मुख्य रूप से चट्टान के प्रकार और उसकी संरचना पर निर्भर करता है, जिसमें फोल्ड्स, फॉल्ट्स, बिस्तरों की दिशा और झुकाव, जोड़ों की उपस्थिति या अनुपस्थिति, बिस्तर की सतहें, घटक खनिजों की कठोरता या नरमी, खनिज घटकों की रासायनिक संवेदनशीलता; पारगम्यता या अपारगम्यता आदि शामिल हैं।
• अधिकांश बाह्य आकृति विज्ञान संबंधी प्रक्रियाओं के प्रभाव छोटे और धीमे होते हैं, लेकिन लंबे समय में ये चट्टानों पर गंभीर प्रभाव डाल सकते हैं।

निष्कर्षण: 4 चरण

क्षय, परिवहन, निवेश

• जलवायु के प्रभाव में चट्टानों, मिट्टी और खनिजों का विघटन (Weathering) भौतिक (Heat, Pressure) और रासायनिक (Leaching, Oxidation and Reduction, Hydration) एजेंटों के प्रभाव से होता है।
• क्षय में सामग्री का बहुत कम या कोई गति नहीं होती। यह चट्टान सामग्री का Insitu विघटन या टूटना है।
• विभाजित सामग्री को क्षय द्वारा और दूर ले जाया जाता है।

क्षय प्रक्रियाओं के तीन मुख्य समूह हैं:

• भौतिक या यांत्रिक
• रासायनिक
• जैविक

यांत्रिक क्षय

भौतिक क्षय में तापमान परिवर्तन, ठंडा-गर्म चक्र, गीला-सूखा चक्र, लवणों का क्रिस्टलीकरण, पशु और पौधों की गतिविधियों के कारण चट्टानों का यांत्रिक विघटन शामिल है।

यांत्रिक क्षय के विभिन्न तंत्र नीचे समझाए गए हैं।

दबाव मुक्त होने के कारण परतों का गिरना

• पृथ्वी की सतह के नीचे गहरी स्थित अंतर्निहित आग्नेय चट्टानों पर अपार दबाव होता है।
• लगातार क्षय के कारण ऊपर के बोझ को हटाना, ऊर्ध्वाधर दबाव मुक्त करता है जिससे चट्टान की ऊपरी परतें फैलती हैं और सतह के समानांतर टूटती हैं।
• समय के साथ, चट्टान की परतें दरारों के साथ उजागर चट्टानों से टूट जाती हैं, जिसे परत गिरना (Exfoliation) कहा जाता है।

थर्मल तनाव क्षय के कारण परतों का गिरना

• थर्मल तनाव क्षय चट्टानों के विस्तार और संकुचन के कारण होता है जो दिन और मौसम के तापमान के बदलाव के कारण होता है।
• चट्टानों की सतह की परतें गहराई में चट्टानों की तुलना में अधिक फैलने की प्रवृत्ति रखती हैं, जिससे सतह की परतें गिरती हैं (Exfoliation)।
• यह प्रक्रिया सूखे जलवायु और ऊँचाई वाले स्थानों में सबसे प्रभावी होती है, जहाँ दिन के तापमान में बदलाव नाटकीय होते हैं।
• हालांकि तापमान परिवर्तन मुख्य चालक है, नमी चट्टान में थर्मल विस्तार को बढ़ा सकती है।

ग्रेन्युलर विघटन

ग्रैन्युलर विघटन

• ग्रैन्युलर विघटन तब होता है जब चट्टानों में विभिन्न प्रकार के मोटे अनाज वाले खनिज होते हैं।
• गहरे रंग के खनिज हल्के रंग के खनिजों की तुलना में अधिक गर्मी को अवशोषित करते हैं।
• इससे खनिज अनाजों का भिन्न विस्तार और संकुचन होता है, जिससे चट्टान से अनाज का पृथक्करण होता है।

जमीनी मौसम में बदलाव (Frost Weathering)

• गर्मी के मौसम में, पानी चट्टानों में मौजूद छिद्रों या दरारों में प्रवेश करता है।
• ठंड के मौसम में, पानी बर्फ में बदल जाता है, और इसके परिणामस्वरूप इसका आयतन बढ़ता है।
• यह चट्टान की दीवारों पर जबरदस्त दबाव डालता है, जिससे चट्टानें भी टूट सकती हैं।
• जमीनी मौसम में बदलाव तब होता है जब बर्फ छिद्रों और दरारों में बढ़ती है, जो ठंड और पिघलने के पुनरावृत्त चक्रों के दौरान होती है।
• जमीनी मौसम में बदलाव कई प्रक्रियाओं का सामूहिक नाम है जहाँ बर्फ मौजूद होती है।
• इन प्रक्रियाओं में जमीनी टूटना (Frost Shattering), जमीनी चौकोरकरण (Frost Wedging), और जमीनी पिघलना-ठंडना (Freeze-Thaw Weathering) शामिल हैं।

जमीनी चौकोरकरण (Frost Wedging)

• जमीनी चौकोरकरण बार-बार ठंडने और पिघलने के चक्र के कारण होता है।
• पानी से भरे दरारें ठंड और पिघलने के साथ और भी दूर खींची जाती हैं।

टूटना (Shattering)

• गंभीर जमीनी ठंड कमजोर क्षेत्रों के साथ चट्टानों को विघटित कर सकती है, जिससे तेज कोनों और धारियों वाले अत्यधिक कोणीय टुकड़े बनते हैं।
• टूटने की प्रक्रिया के माध्यम से चट्टान के टुकड़े, जिन्हें स्क्री (scree) कहा जाता है, पहाड़ों के तल या ढलानों के साथ जमा होते हैं।

ब्लॉक पृथक्करण (Block Separation) (Freeze-Thaw Weathering)

बार-बार ठंडने और पिघलने के चक्र चट्टानों को कमजोर कर देते हैं, जो समय के साथ जोड़ के साथ टूटकर कोणीय टुकड़ों में विभाजित हो जाती हैं। चट्टानों का जोड़ के साथ टूटकर ब्लॉकों में विभाजन को ब्लॉक विघटन कहा जाता है।

नमक अपक्षय

• नमक अपक्षय तब होता है जब लवणीय समाधान चट्टानों में दरारों और जोड़ों में रिसते हैं और वाष्पित हो जाते हैं, जिससे नमक के क्रिस्टल पीछे रह जाते हैं।
• क्रिस्टलीकरण प्रक्रिया के दौरान नमक के क्रिस्टल फैलते हैं और जब उन्हें सामान्य तापमान से अधिक तापमान पर रखा जाता है।
• सतह के निकट स्थित छिद्रों में फैलने से चट्टानों के भीतर व्यक्तिगत कणों का विभाजन होता है, जो अंततः गिर जाते हैं (अनाजीय विघटन या अनाजीय पत्ताकरण)।
• नमक अपक्षय सामान्यतः शुष्क जलवायु से जुड़ा होता है जहाँ मजबूत गर्मी के कारण तीव्र वाष्पीकरण और क्रिस्टलीकरण होता है।

भौतिक अपक्षय की भूमिका

• चट्टान के पदार्थ को छोटे टुकड़ों में कम करता है जो परिवहन के लिए अधिक आसान होते हैं।
• चट्टान की उजागर सतह के क्षेत्र को बढ़ाता है, जिससे यह और भी भौतिक और रासायनिक अपक्षय के प्रति संवेदनशील हो जाता है।

रासायनिक अपक्षय

• रासायनिक अपक्षय चट्टानों और मिट्टी के रासायनिक विघटन को संदर्भित करता है।
• रासायनिक अपक्षय प्रक्रियाओं में घुलना, समाधान, कार्बोनाइजेशन, हाइड्रेशन, ऑक्सीकरण, और अपघटन शामिल हैं जो चट्टानों पर कार्य करते हैं ताकि उन्हें विघटित, घुलित या बारीक अवस्था में लाया जा सके।
• ये अपक्षय प्रक्रियाएँ आपस में संबंधित हैं और साथ-साथ चलती हैं तथा अपक्षय प्रक्रिया को तेज करती हैं।
• सूक्ष्मजीवों और पौधों की जड़ों के मेटाबॉलिज्म द्वारा उत्पन्न अम्ल, पानी और वायु (ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड), और गर्मी सभी रासायनिक प्रतिक्रियाओं को तेज करते हैं।
• पानी मुख्य ऑपरेटर है:
• घुलना: (i) कई आयनिक और कार्बनिक यौगिक पानी में घुलते हैं (ii) सिलिका, K, Na, Mg, Ca, Cl, CO3, SO4 (iii) H2O + CO2 ⇌ CaCO3 → Ca²⁺ + 2HCO3^- (iv) जल कार्बन डाइऑक्साइड कैल्साइट को कैल्शियम आयन और बाइकार्बोनेट आयन में घुलाता है।
• अम्लीय प्रतिक्रियाएँ: (i) जल + कार्बन डाइऑक्साइड ⇔ कार्बोनिक अम्ल (ii) जल + सल्फर ⇔ सल्फ्यूरिक अम्ल (iii) H खनिजों को तोड़ने में प्रभावी है।

➤ रासायनिक अपक्षय के कई प्रकार हैं:

• हाइड्रोलाइसिस और ऑक्सीकरण: हाइड्रोलाइसिस सबसे महत्वपूर्ण रासायनिक मौसम विज्ञान प्रक्रिया है, जो H2O के H और OH- आयनों में विघटन के कारण होती है। ये आयन खनिजों के साथ रासायनिक रूप से संयोजित होते हैं और परिवर्तन लाते हैं, जैसे कि विनिमय, क्रिस्टलीय संरचना का विघटन और नए यौगिकों का निर्माण। पानी सिलिकेट खनिजों पर एक कमजोर अम्ल के रूप में कार्य करता है। ऑक्सीकरण एक पदार्थ का ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करना है।
• अम्ल क्रिया: रासायनिक मौसम विज्ञान अम्ल क्रिया द्वारा भी उत्पन्न होता है, जो सबसे आमतौर पर कार्बोनिक अम्ल है। कार्बन डाइऑक्साइड पानी में घुलकर एक कमजोर अम्ल बनाता है। चूंकि सल्फर ऑक्साइड और नाइट्रोजन ऑक्साइड का सांद्रण जीवाश्म ईंधनों के जलने के कारण वातावरण में बढ़ रहा है, बारिश की अम्लता भी बढ़ गई है। कार्बोनेट अवसादी चट्टानें, विशेष रूप से चूना पत्थर और संगमरमर, इस प्रकार के मौसम विज्ञान के प्रति अत्यधिक संवेदनशील हैं। अम्लीय बारिश वास्तुकला की संरचनाओं, विशेष रूप से संगमरमर से बनी संरचनाओं के लिए भी हानिकारक है।

जैविक मौसम विज्ञान

जीवविज्ञानिक मौसम परिवर्तन उस प्रक्रिया को दर्शाता है जिसमें पौधों, जानवरों और सूक्ष्मजीवों द्वारा चट्टानों का कमजोर होना और बाद में उनका विघटन होता है। यह भौतिक तनाव के कारण हो सकता है जैसे पौधों की जड़ों का प्रवेश, जानवरों के खुरों का भौतिक प्रभाव, आदि, या उनके द्वारा उत्पन्न रासायनिक परिवर्तनों के कारण जैसे कीड़ों, लाइकेन आदि की क्रिया।

भूस्खलन

भूस्खलन, जिसे ढलान आंदोलन या मास मूवमेंट भी कहा जाता है, वह भूआकृतिक प्रक्रिया है जिसके द्वारा मिट्टी, रेत, रेगोलिथ, और चट्टान आमतौर पर गुरुत्वाकर्षण के बल के तहत ढलान की ओर नीचे की ओर बढ़ते हैं, लेकिन अक्सर पानी और जल सामग्री द्वारा प्रभावित होते हैं जैसे कि समुद्री वातावरण और कीचड़ प्रवाह में।

भूस्खलन

भूस्खलन वह प्रक्रिया है जिसमें चट्टान, मलबा या मिट्टी ढलान के नीचे की ओर चलती है। यह पहाड़ी ढलान के निर्माण करने वाले सामग्रियों की विफलता के परिणामस्वरूप होते हैं और इसे गुरुत्वाकर्षण द्वारा संचालित किया जाता है। भूस्खलन को भूस्खलन, स्लम्प या ढलान विफलता भी कहा जाता है।

➤ भूस्खलन आंदोलन के प्रकार:

• गिरना: ये बहुत खड़ी ढलानों या चट्टानों से निकले हुए द्रव्यमान होते हैं, जो स्वतंत्र रूप से गिरते हैं, उछलते हैं या नीचे की ओर लुढ़कते हैं। गिरना आमतौर पर अत्यधिक तेजी से होता है।
• टॉपल्स: ये एक या एक से अधिक द्रव्यमानों के चारों ओर एक धुरी बिंदु के चारों ओर आगे की ओर घूमते हैं।
• पार्श्व फैलाव: यह पार्श्व विस्तार की गति का परिणाम है जिसे कतरन या तनाव के फ्रैक्चर द्वारा समायोजित किया गया है। यह प्रकार की गति भूकंप से उत्पन्न होती है।
• स्लाइड्स: ये एक या अधिक विशिष्ट प्लेन के साथ द्रव्यमानों को विस्थापित करते हैं। स्लाइड्स या तो घूर्णनात्मक या अनुवादात्मक हो सकती हैं।
• घूर्णनात्मक आंदोलन: जहां प्लेन वक्र होता है। द्रव्यमान एक सामान्य बिंदु के चारों ओर पीछे की ओर घूमता है जिसका अक्ष ढलान के समानांतर होता है।
• अनुवादात्मक आंदोलन: जहां प्लेन अधिक या कम समतल या हल्का तरंगित होता है। द्रव्यमान जमीन की सतह के लगभग समानांतर चलता है।
• प्रवाह: ये द्रव्यमान होते हैं जो बिना किसी विशिष्ट विफलता के प्लेन के रूप में एक विकृत, चिपचिपे इकाई के रूप में चलते हैं।

➤ भूस्खलन के कारण:

• प्राकृतिक कारण: ढलान पर भूजल दबाव।
• वनस्पति का क्षय।
• ग्लेशियर के पिघलने या भारी वर्षा के कारण ढलान की कमजोरी।
• भूकंप।
• ज्वालामुखी विस्फोट।

• मानव कारण: मशीनरी से होने वाले कंपन।
• खदानों का विस्फोट।
• भूमि कार्य जो ढलान को बदलता है।
• निर्माण, कृषि या वनों की गतिविधियाँ जो मिट्टी में पानी की मात्रा को प्रभावित कर सकती हैं।

भूस्खलन की रोकथाम:

भूस्खलन की समस्याओं के समाधान के लिए कई विधियाँ उपयोग की जाती हैं। सबसे अच्छा समाधान, निश्चित रूप से, भूस्खलन-प्रवण क्षेत्रों से पूरी तरह से बचना है।

नीचे कुछ सामान्य उपचारात्मक विधियाँ दी गई हैं जो तब उपयोग की जाती हैं जब भूस्खलन-प्रवण ढलानों से बचा नहीं जा सकता।

सतही और उपसतही जल निकासी में सुधार: क्योंकि पानी भूस्खलन का मुख्य कारक है, स्थल पर सतही और उपसतही जल निकासी में सुधार करने से भूस्खलन-प्रवण ढलान की स्थिरता बढ़ सकती है। सतही जल को भूस्खलन-प्रवण क्षेत्र से हटा दिया जाना चाहिए, इसके लिए जल को एक लाइन वाले जल निकासी खाई या सीवर पाइप में चैनल करके ढलान के आधार तक पहुंचाया जाना चाहिए। जल को इस तरह मोड़ना चाहिए कि साइट के निकट भूस्खलन को उत्प्रेरित न करें। सतही जल को भूस्खलन-प्रवण ढलान पर जमा नहीं होने दिया जाना चाहिए।

मुख्य का खुदाई करना: भूस्खलन के सिर पर मिट्टी और चट्टान को हटाना, चलने वाले दबाव को कम करता है और भूस्खलन को धीमा या रोक सकता है। भूस्खलन के ऊपर अतिरिक्त मिट्टी और चट्टान को हटाने की आवश्यकता होगी ताकि ऊपर की ओर एक नया भूस्खलन न बने। पहाड़ी के शीर्ष पर ढलान के कोण को समतल करना भूस्खलन-प्रवण ढलानों को स्थिर करने में मदद कर सकता है।

पैर की सुरक्षा: यदि मृदा धंसाव का पैर ढलान के आधार पर है, तो भराई को पैर पर और ढलान के आधार के साथ रखा जा सकता है। यह भराई पैर क्षेत्र में विफलता सतह के साथ प्रतिरोधी बलों को बढ़ाती है। इससे, सिर में सामग्री को पैर की ओर बढ़ने से रोका जा सकता है।

पाइल और रिटेनिंग दीवारों का निर्माण: पाइल धातु की बीम होती हैं जो मिट्टी में ठोंकी जाती हैं या ड्रिल होल में रखी जाती हैं। ठीक से रखी गई पाइल को मृदा धंसाव के नीचे एक सक्षम चट्टान की परत में फैलना चाहिए। लकड़ी की बीम और फोन पोल को पाइल के रूप में उपयोग करने की सिफारिश नहीं की जाती क्योंकि वे ताकत में कमी रखते हैं और सड़ जाते हैं।

निकासी और प्रतिस्थापन: मृदा धंसाव की प्रवृत्ति वाले मिट्टी और चट्टान को हटाकर मजबूत सामग्रियों, जैसे कि सिल्टयुक्त या बलुई मिट्टी, से प्रतिस्थापित किया जा सकता है।

वनस्पति का संरक्षण: पेड़, घास और वनस्पति मिट्टी में पानी के प्रवेश की मात्रा को कम कर सकते हैं, सतह जल प्रवाह द्वारा होने वाले कटाव को धीमा कर सकते हैं, और मिट्टी से पानी को हटा सकते हैं।

चट्टान गिरने से सुरक्षा: चट्टान गिरने को (1) चट्टान के संपर्क के आधार पर खाई, (2) भारी-भरकम बाड़, और (3) कंक्रीट कैच दीवारों द्वारा नियंत्रित किया जाता है जो चट्टान के टुकड़ों को धीमा कर देती हैं जो चट्टान के उभार से टूट गई हैं।

क्षरण वह क्रिया है जिसमें पृथ्वी का क्षय होता है, जो अक्सर पानी, हवा या बर्फ द्वारा होता है। यह एक एक्स-सीट्यू प्रक्रिया है जहां एक बाहरी एजेंट शामिल होता है। टुकड़े बाहरी प्रभाव, यानी कीनेटीक ऊर्जा के कारण टूटते हैं, जबकि मौसम के प्रभाव में केवल गुरुत्वाकर्षण शामिल होता है।

चट्टान एक स्थान पर टूटती है, और टूटे हुए कण बाहरी एजेंटों द्वारा दूर तक ले जाए जाते हैं और जमा किए जाते हैं।

यह सबसे विनाशकारी प्रक्रिया है जो तृतीयक राहतों को आकार देती है।

क्षरण के एजेंट

क्षरण का कारण बनने वाले मुख्यतः पांच एजेंट हैं जो विभिन्न भूआकृतियों को बनाते हैं:

• धारावाहिक सतही जल – सतही धाराओं द्वारा बनाई गई भूआकृतियों को फ्लुवियल भूआकृतियाँ कहा जाता है।
• हवा – ये भूआकृतियाँ शुष्क और अर्ध-शुष्क क्षेत्रों में बनती हैं जहाँ हवा की क्रिया प्रमुख होती है। इन भूआकृतियों को एयोलियन कहा जाता है।
• ग्लेशियर्स – ग्लेशियर्स इन भूआकृतियों को उच्च पर्वतीय क्षेत्रों में काटते हैं।
• लहरें – ये भूआकृतियाँ महाद्वीप के किनारे पर लहरों की क्रिया द्वारा बनती हैं।
• कार्स्ट – ये भूआकृतियाँ भूमिगत जल की क्रिया द्वारा कार्स्ट या चूना पत्थर क्षेत्र में बनती हैं।