CLASS 9 SCIENCE NOTES IN HINDI CHAPTER - 13

पृथ्वी तंत्र के मंडल:-

ऊर्जा और द्रव्य के निरंतर प्रवाह से पृथ्वी पर जीवन संचालित होता है। सूर्य ऊर्जा का एक मुख्य स्रोत है। इसके अतिरिक्त पृथ्वी का गर्म आंतरिक भाग एवं वायु, जल और चट्टानों में होने वाली रासायनिक अभिक्रियाएँ भी ऊर्जा और द्रव्य के प्रवाह को संचालित करती हैं। पृथ्वी तंत्र में परस्पर क्रिया करने वाले निम्नलिखित मंडल सम्मिलित हैं:

1. भूमंडल — ठोस चट्टानें, मृदा, भू-आकृतियाँ (जैसे दक्कन का पठार और थार मरुस्थल) तथा पृथ्वी का आंतरिक भाग।
2. जलमंडल — द्रव रूप में पाया जाने वाला सतही जल, जैसे महासागर, नदियाँ, झीलें और भूजल।
3. हिममंडल — जल का ठोस रूप, जैसे हिम और बर्फ (हिमालयी हिमानियाँ, लद्दाख में जमी बर्फ और ध्रुवीय हिम छत्रक)।
4. वायुमंडल — पृथ्वी के चारों ओर की वायु जिसे हम श्वास के रूप में ग्रहण करते हैं।
5. जैवमंडल — सभी जीवित जीव और उनके पर्यावास (जिनमें मैंग्रोव, वन, खेत, महासागरीय प्लवक और प्रवाल भित्तियाँ सम्मिलित हैं)।

मंडलों की पारस्परिक अंतःक्रिया:-

एक मंडल में विक्षोभ अन्य मंडलों में भी परिवर्तन ला सकता है। उदाहरण के लिए — शीतकाल में हिमपात कम होता है तो ग्रीष्मकाल में झील का जल स्तर घट जाता है, जिससे घास की वृद्धि के लिए जल कम उपलब्ध हो पाता है। इसी प्रकार अरब सागर के गर्म जल के कारण अधिक वाष्पीकरण होता है, जिससे दक्षिण-पश्चिम मानसून में उतार-चढ़ाव होता है और भारत के कुछ क्षेत्रों में बाढ़ जबकि अन्य क्षेत्र सूखाग्रस्त रह सकते हैं। वायुमंडलीय ताप में वृद्धि से हिमानियों और ध्रुवीय हिम के पिघलने की दर बढ़ने से समुद्र का जल स्तर बढ़ सकता है, जिससे तटीय शहरों को खतरा उत्पन्न होता है और जैवमंडल में पारितंत्र विक्षोभित हो सकते हैं।

सौर विकिरण:-

पृथ्वी पर ऊर्जा का मुख्य स्रोत सौर विकिरण है। यह पृथ्वी पर विद्युत चुंबकीय (EM) तरंगों के रूप में पहुँचती है जो निर्वात में प्रकाश की गति (3×10⁸ ms⁻¹) से चलती हैं। विद्युत चुंबकीय तरंगों के पूरे परास को विद्युत चुंबकीय स्पेक्ट्रम कहते हैं, जिसमें उच्च आवृत्ति या लघु तरंगदैर्घ्य विकिरण (गामा किरणें और X-किरणें) से लेकर निम्न आवृत्ति या दीर्घ तरंगदैर्घ्य (अवरक्त और रेडियो तरंगें) सम्मिलित हैं।

सूर्यातप (Insolation):-

पृथ्वी की सतह पर पहुँचने वाले सौर विकिरण की मात्रा को सूर्यातप कहते हैं। पृथ्वी के वायुमंडल के ऊपरी भाग पर सूर्य की किरणों के लंबवत प्रति इकाई क्षेत्र पर प्रति इकाई समय में प्राप्त सौर ऊर्जा की औसत मात्रा को सौर स्थिरांक (solar constant) कहा जाता है।

उदाहरण 13.1:-

यदि पृथ्वी की सतह पर सूर्यातप 1 kWm⁻² हो तो एक घंटे में 1 m² क्षेत्रफल द्वारा कितनी सौर ऊर्जा प्राप्त होगी?

एल्बिडो (Albedo):-

एक सतह द्वारा सौर विकिरण का परावर्तित अंश एल्बिडो कहलाता है। उच्च एल्बिडो वाली सतहें ठंडी रहती हैं क्योंकि वे अधिक प्रकाश का परावर्तन करती हैं, जबकि निम्न एल्बिडो वाली सतहें प्रकाश का कम परावर्तन और अधिक अवशोषण करने के कारण शीघ्रता से गर्म हो जाती हैं।

अक्षांश के कारण असमान ऊष्मण:-

पृथ्वी गोलाकार होने के कारण सूर्य की किरणें विभिन्न अक्षांशों पर भिन्न-भिन्न कोणों पर पड़ती हैं। भूमध्यरेखीय प्रदेशों के निकट सौर विकिरण छोटे क्षेत्र में केंद्रित रहती है जबकि ध्रुवीय प्रदेशों में यही बड़े क्षेत्रों में फैल जाती है। इसी कारण भूमध्यरेखीय प्रदेश तुलनात्मक रूप से गर्म रहते हैं जबकि ध्रुवीय प्रदेश अधिक ठंडक का अनुभव करते हैं। पृथ्वी की गोलीय आकृति और उसके घूर्णन अक्ष पर झुकाव के कारण ऋतुओं में परिवर्तन तथा दिन की अवधि में परिवर्तन होता है।

वायुमंडल:-

पृथ्वी के चारों ओर घिरे हुए वायु के आवरण को वायुमंडल कहा जाता है, जो पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण बल के कारण अपने स्थान पर स्थिर बना रहता है। इसमें मुख्यतः नाइट्रोजन (78%) और ऑक्सीजन (21%), आर्गन, कार्बन डाइऑक्साइड, जलवाष्प और अन्य गैसें अल्प मात्रा में उपस्थित होती हैं। वायुमंडल विभिन्न संस्तरों में विभाजित है।

वायुमंडल की भूमिकाएँ:-

1. यह पृथ्वी पर आने वाले सौर विकिरण का कुछ भाग अवशोषित कर लेता है — ओजोन परत हानिकारक पराबैंगनी किरणों को रोकती है।
2. यह बाहर जाने वाली ऊष्मा को रोक कर रखता है — हरितगृह गैसें (CO₂, CH₄, जलवाष्प) पुनः विकिरित ऊष्मा को अवशोषित कर लेती हैं, जिससे पृथ्वी का ताप जीवन के लिए अनुकूल बना रहता है।

पवन:-

पवन, उच्च दाब वाले क्षेत्र से निम्न दाब वाले क्षेत्र की ओर चलने वाली वायु होती है। दाब में यह अंतर मुख्यतः सूर्य द्वारा पृथ्वी की सतह के असमान ऊष्मण के कारण होता है। भूमि और जल का असमान ऊष्मण ही स्थल समीर और समुद्री समीर जैसी परिघटनाओं के लिए उत्तरदायी है।

घाटी समीर:-

दिन के समय सूर्य के सामने वाली पर्वतीय ढलानें, घाटी तल की तुलना में अधिक तीव्रता से गर्म होती हैं, जिससे ढलानों के ऊपर की वायु गर्म होकर ऊपर उठती है और निम्न दाब क्षेत्र उत्पन्न होता है। घाटी से ठंडी वायु ढलान से ऊपर की ओर उठती है — इसे घाटी समीर कहते हैं।

पर्वतीय समीर:-

सूर्यास्त के पश्चात पर्वतीय ढलानों से ऊष्मा का क्षय तीव्रता से होता है और वे ठंडी हो जाती हैं, जबकि घाटी का तल अपेक्षाकृत गर्म रहता है। ढलानों के ऊपर की ठंडी व सघन वायु नीचे घाटी की ओर बहने लगती है — इसे पर्वतीय समीर कहते हैं।

ग्रहीय पवन:-

भूमध्य रेखा और ध्रुवों के मध्य पृथ्वी के असमान ऊष्मण के कारण निम्न और उच्च दाब की पट्टियों का निर्माण होता है। भूमध्य रेखा के पास सूर्य द्वारा तीव्र ऊष्मण से गर्म वायु ऊपर उठती है, जिससे भूमध्यरेखीय निम्न दाब पट्टी बनती है। यह वायु ऊँचाई पर ध्रुवों की ओर गति करती है और लगभग 30° उत्तरी-दक्षिणी अक्षांशों पर उतरकर उपोष्ण उच्च दाब पट्टियाँ बनाती है। कुछ भाग पुनः भूमध्य रेखा की ओर बहता है और शेष भाग ध्रुवों की दिशा में प्रवाहित होकर लगभग 60° अक्षांशों पर उपध्रुवीय निम्न दाब पट्टियाँ बनाता है। ध्रुवीय क्षेत्रों (लगभग 90°) में शीतल सघन वायु नीचे उतरती है, जिससे ध्रुवीय उच्च दाब पट्टियाँ बनती हैं।

महासागरीय धाराएँ:-

महासागरीय जल की असीम मात्रा के निरंतर प्रवाह को महासागरीय धाराएँ कहते हैं। प्रबल ग्रहीय पवनों का घर्षण महासागरों के सतही जल को खींचता है जिससे सतही धाराएँ गतिशील हो जाती हैं। पवनों के अतिरिक्त, ताप और लवणता में अंतर, पृथ्वी का घूर्णन तथा स्थलखंडों का वितरण भी महासागरीय जल की गति को प्रभावित करते हैं। पृथ्वी के घूर्णन के कारण जल प्रवाह विक्षेपित होकर विशाल वृत्ताकार प्रवाह पैटर्न बनाता है, जिन्हें महासागरीय भंवर (gyres) कहा जाता है।

जैव-भू रासायनिक चक्र:-

पृथ्वी के निर्जीव (abiotic) और सजीव (biotic) घटकों के मध्य निरंतर अंतःक्रिया के कारण पृथ्वी के विभिन्न मंडलों में द्रव्य और ऊर्जा का स्थानांतरण होता है, जिससे आवश्यक पोषक तत्व (कार्बन, नाइट्रोजन, ऑक्सीजन) पुनः चक्रण द्वारा जीवन को बनाए रखने के लिए उपलब्ध रहते हैं। अजैविक और जैविक घटकों के मध्य द्रव्य और ऊर्जा के इस चक्रीय संचलन को जैव-भू रासायनिक चक्र कहते हैं।

जल चक्र:-

जल, नदियों, झीलों, महासागरों जैसे जल स्रोतों से वाष्पित होता है और संघनित होकर बादल बनाता है। यह वर्षण, ओले या हिम के रूप में स्थल पर वापस आता है और अंत में समुद्र में प्रवाहित हो जाता है। जल का कुछ भाग मृदा और चट्टानों से रिसकर भूजल के रूप में संचित होता है।

कार्बन चक्र:-

कार्बन जीवन का मुख्य आधार है (प्रोटीन, कार्बोहाइड्रेट, वसा और डीएनए में उपस्थित)। यह निरंतर वायुमंडल (CO₂ गैस), जैवमंडल (पादप और जंतु), भूमंडल (कार्बोनेट चट्टानें और जीवाश्म ईंधन) और जलमंडल (घुली हुई CO₂ और समुद्री खोल) के मध्य परिसंचरित होता रहता है। द्रुत चक्र में पादप प्रकाश संश्लेषण द्वारा वायुमंडलीय CO₂ को ग्लूकोस में बदलते हैं और श्वसन द्वारा CO₂ पुनः वायुमंडल में लौटती है। मंद चक्र में मृत पादप-जंतु मृदा में दबकर जीवाश्म ईंधन (कोयला, तेल, गैस) में बदल जाते हैं।

नाइट्रोजन चक्र:-

वायु, मृदा, जल और जीवों के मध्य नाइट्रोजन के समग्र संचरण को नाइट्रोजन चक्र कहते हैं। इसके विभिन्न चरण हैं:

1. नाइट्रोजन स्थिरीकरण — राइजोबियम और एजोटोबैक्टर जैसे जीवाणु वायुमंडलीय N₂ को अमोनिया (NH₃) में बदलते हैं।
2. नाइट्रीकरण — नाइट्रोसोमोनास अमोनिया को नाइट्राइट (NO₂⁻) में और नाइट्रोबैक्टर नाइट्राइट को नाइट्रेट (NO₃⁻) में बदलते हैं।
3. स्वांगीकरण — पादप नाइट्रोजन यौगिकों को मृदा से अवशोषित करते हैं, जंतु पादप/अन्य जंतुओं के उपभोग से नाइट्रोजन प्राप्त करते हैं।
4. अमोनीकरण — अपघटक (जीवाणु/कवक) मृत जीवों के कार्बनिक द्रव्य को अपघटित कर अमोनिया को मृदा में लौटाते हैं।
5. विनाइट्रीकरण — स्यूडोमोनास जैसे जीवाणु नाइट्रेट को पुनः नाइट्रोजन गैस में बदल देते हैं।

ऑक्सीजन चक्र:-

वायुमंडल का लगभग 21% भाग मुक्त ऑक्सीजन गैस (O₂) से बना है। पादप और जंतु श्वसन के लिए ऑक्सीजन का उपयोग करते हैं और CO₂ उत्सर्जित करते हैं; ईंधनों के दहन में भी ऐसा ही होता है। पादप प्रकाश संश्लेषण के माध्यम से सूर्य के प्रकाश, जल और CO₂ का उपयोग करके ग्लूकोस बनाते हैं और O₂ उत्सर्जित करते हैं। उपभोग (श्वसन व दहन) तथा उत्पादन (प्रकाश संश्लेषण) के बीच का यह संतुलन वायुमंडल, स्थल, महासागरों और सजीवों के बीच ऑक्सीजन का परिसंचरण बनाए रखता है।

मानवीय प्रभाव:-

जीवाश्म ईंधनों के अत्यधिक उपयोग से बढ़ते CO₂ स्तर के कारण चरम मौसमी स्थितियाँ उत्पन्न होती हैं और जैव विविधता का नाश होता है। वायुमंडलीय CO₂ की अधिकता से महासागरों में इसका अवशोषण बढ़ने से समुद्री जल अधिक अम्लीय हो जाता है, जिससे सूक्ष्म प्लवक और प्रवाल भित्तियों को खतरा होता है। गर्म महासागरीय जल की CO₂ अवशोषण क्षमता भी कम हो जाती है।

सुपोषण (Eutrophication):-

कृषि में उर्वरकों के अत्यधिक उपयोग से अतिरिक्त नाइट्रोजन, नाइट्रेट के रूप में नदियों और झीलों में पहुँचती है, जिसके कारण शैवाल की अत्यधिक वृद्धि (शैवाल प्रस्फुटन) होती है। इससे जल में ऑक्सीजन की कमी हो जाती है और मछलियाँ मर जाती हैं। यह प्रक्रिया जल निकायों और तटीय मत्स्य संसाधनों के लिए खतरा है।

वनोन्मूलन के प्रभाव:-

वनों की कटाई से प्रकाश संश्लेषण में कमी आती है और वाष्पोत्सर्जन घट जाता है, जिससे स्थानीय वर्षा में कमी हो सकती है। यह सतही एल्बिडो को भी बदल देता है। मृदा को बाँधकर रखने वाली वृक्षों की जड़ों के अभाव में मृदा अपरदन बढ़ सकता है, जिससे पर्यावास नष्ट हो सकते हैं और जैव विविधता में कमी आती है।