ठंडे प्रदेश और हिमनद तंत्र
ठंडे प्रदेश वे जगहें हैं जहाँ बर्फ़ और जमी ज़मीन धरती का रूप बनाती है। चार प्रकार:
- ध्रुवीय: ध्रुवों के पास, जैसे अंटार्कटिका, ग्रीनलैंड। विशाल हिम चादरें।
- अल्पाइन: ऊँचे पहाड़, जैसे हिमालय, आल्प्स, एंडीज़।
- हिमनदीय: चलती बर्फ़ से ढकी ज़मीन।
- परिहिमनद (पेरीग्लेशियल): बर्फ़ के पास की ज़मीन, जो हमेशा जमी रहती है (पर्माफ्रॉस्ट); गर्मी में सिर्फ़ ऊपरी परत पिघलती है।
सर्दियाँ लंबी और बहुत ठंडी होती हैं। मिट्टी पतली और कम उपजाऊ। पौधे छोटे: काई, लाइकेन, नन्ही झाड़ियाँ (टुंड्रा)।
लगभग 20,000 साल पहले, प्लीस्टोसीन (हिमयुग) के आख़िरी ठंडे दौर में उत्तरी यूरोप और उत्तरी अमेरिका का बड़ा हिस्सा बर्फ़ से ढका था। आज के कई दृश्य तभी बने।
हिमनद एक तंत्र है
तंत्र में निवेश, भंडार और निर्गम होते हैं।
- निवेश: हिमपात, हिमस्खलन, गिरते पत्थर।
- भंडार: ख़ुद बर्फ़।
- निर्गम: पिघलना, वाष्पन, बर्फ़ के टुकड़े टूटकर गिरना (काल्विंग), पिघला पानी।
ऊपरी भाग जहाँ जुड़ने वाली बर्फ़ ज़्यादा है, संचयन क्षेत्र है। निचला भाग जहाँ ज़्यादा पिघलती है, अपक्षरण क्षेत्र है। बीच की रेखा संतुलन रेखा है।
हिमनद बजट = संचयन − अपक्षरण। धनात्मक हो तो मुहाना आगे बढ़ता है, ऋणात्मक हो तो पीछे हटता है, शून्य हो तो वहीं रहता है। मुहाना पीछे हटे तब भी बर्फ़ नीचे की ओर बहती रहती है।
पुनर्निवेश (फ़ीडबैक): हिमनद सिकुड़ता है तो गहरी चट्टान खुलती है, ज़्यादा गर्मी सोखती है और ज़्यादा बर्फ़ पिघलती है। यह धनात्मक फ़ीडबैक है (बदलाव को तेज़ करता है)।
बर्फ़ चट्टान को कैसे काटती, ढोती और गिराती है
अपक्षय और अपरदन
- जमना-पिघलना (हिम-अपक्षय): दरार में पानी जमकर लगभग 9% फैलता है। बार-बार ऐसा होने से चट्टान टूट जाती है। ढीले टुकड़े स्क्री कहलाते हैं।
- उत्पाटन (प्लकिंग): हिमनद के नीचे पिघला पानी चट्टान पर जम जाता है; बर्फ़ आगे खिसकती है तो टुकड़े उखाड़ लेती है।
- अपघर्षण: बर्फ़ के तल में फँसे पत्थर रेगमाल की तरह चट्टान घिसते हैं और खरोंचें (स्ट्रिएशन) छोड़ते हैं।
बर्फ़ कैसे चलती है
- तलीय सर्पण: पिघले पानी की पतली परत पर हिमनद फिसलता है।
- आंतरिक प्रवाह: अपने भार से बर्फ़ के क्रिस्टल धीरे-धीरे खिसकते हैं।
- घूर्णी गति: सर्क में बर्फ़ चम्मच की तरह घूमकर गड्ढा खुरचती है।
परिवहन और निक्षेपण
बर्फ़ पत्थरों को ऊपर, अंदर और नीचे ढोती है। पिघलने पर गिरा देती है। बर्फ़ के निक्षेप बिना छँटे (बड़े-छोटे मिले) होते हैं। पिघले पानी के निक्षेप छँटे हुए (आकार के हिसाब से परतों में) होते हैं।
अपरदन से बने स्थलरूप
- सर्क (कॉरी): आरामकुर्सी जैसा गड्ढा, पीछे खड़ी दीवार और आगे किनारा (लिप)। छाया वाले गड्ढे में बर्फ़ जमा होकर हिम बनती है और घूर्णी गति उसे गहरा करती है। बर्फ़ पिघलने पर उसमें छोटी झील टार्न बन सकती है।
- अरेत: दो सर्क के पीठ से पीठ कटने पर बनी चाकू जैसी धार।
- पिरामिडी चोटी: तीन या ज़्यादा सर्क एक पहाड़ को काटें तो नुकीली चोटी बनती है, जैसे आल्प्स का मैटरहॉर्न।
- U-आकार की घाटी (हिमनदीय गर्त): खड़ी दीवारें और समतल तल वाली चौड़ी घाटी।
- कटे हुए स्कंध (ट्रंकेटेड स्पर): बर्फ़ ने पहाड़ी उभार काट दिए, खड़ी चट्टानें रह गईं।
- लटकती घाटी: मुख्य घाटी से ऊँची रह गई छोटी बगल की घाटी, अक्सर झरने के साथ।
- रिबन झील: घाटी के तल में नरम चट्टान ज़्यादा कटने से बनी लंबी, पतली झील।
- रॉश मूटोने (भेड़-पीठ शैल): ऊपर की तरफ़ अपघर्षण से चिकनी, नीचे की तरफ़ उत्पाटन से खुरदरी चट्टान।
- फ़ियोर्ड: बर्फ़ पिघलने के बाद समुद्र से भर गई U-घाटी (नॉर्वे, न्यूज़ीलैंड, चिली)।
निक्षेपण और परिहिमनद स्थलरूप
बर्फ़ द्वारा गिराया (टिल)
- टिल: बर्फ़ द्वारा गिराई गई बिना छँटी मिट्टी, रेत और बड़े पत्थर।
- हिमोढ़ (मोरेन): टिल की धार। पार्श्व हिमोढ़ किनारों पर, मध्यस्थ दो हिमनद मिलने पर, अंतस्थ मुहाने की सबसे आगे की जगह पर, और प्रतिसरण हिमोढ़ जहाँ पीछे हटता मुहाना कुछ समय रुका।
- ड्रमलिन: टिल की अंडे जैसी पहाड़ी। खड़ा, मोटा सिरा उस तरफ़ जहाँ से बर्फ़ आई; ढलवाँ पूँछ बर्फ़ के जाने की दिशा में। ये अक्सर झुंड में मिलते हैं।
- अनियत शिला (इरैटिक): दूर से लाकर अलग चट्टान पर छोड़ा गया बड़ा पत्थर। पुरानी बर्फ़ की दिशा बताता है।
पिघले पानी से बने (छँटे हुए)
- हिमानी धौत मैदान: मुहाने के आगे छँटी रेत-बजरी का समतल फैलाव।
- एस्कर: बर्फ़ के नीचे सुरंग में बहती नदी से बनी लंबी, टेढ़ी-मेढ़ी रेत-बजरी की धार।
- केम: बर्फ़ के किनारे या उसके गड्ढों में गिरा छँटे पदार्थ का टीला।
परिहिमनद स्थलरूप
- पर्माफ्रॉस्ट: कम से कम लगातार दो साल जमी रहने वाली ज़मीन। गर्मी में सिर्फ़ ऊपरी सक्रिय परत पिघलती है।
- हिम फाने (आइस वेज): जमी ज़मीन की दरार में पानी जमता है; हर साल फाना बड़ा होता है।
- प्रतिरूपित भूमि: पाला पत्थरों को ऊपर और बगल में धकेलकर गोले या बहुभुज बना देता है।
- पिंगो: अंदर बर्फ़ वाली गुंबद जैसी पहाड़ी (लगभग 50 m तक ऊँची)।
- मृदा सर्पण (सॉलिफ्लक्शन): गीली सक्रिय परत जमी ज़मीन के ऊपर धीरे-धीरे ढलान पर खिसकती है।
प्रक्रम, समय और भूदृश्य: एक हिमनदीय घाटी कई ठंडे दौरों का काम है। हर स्थलरूप सुराग है कि बर्फ़ कैसे चली, कितनी मोटी थी और कब पीछे हटी।
हिमनदीय पहाड़ों और ठंडे प्रदेशों में लोग
भूमि उपयोग
- खेती: पतली मिट्टी पर ज़्यादातर भेड़-मवेशी पालन; फ़सलें सिर्फ़ समतल घाटी तल पर।
- वानिकी: खड़ी ढलानों पर शंकुधारी पेड़।
- खनन/खदान: इमारतों और सड़कों के लिए कठोर पत्थर।
- पानी और ऊर्जा: रिबन झीलें और बाँध पीने का पानी जमा करते हैं और जलविद्युत बनाते हैं।
- पर्यटन: ट्रेकिंग, स्कीइंग, पर्वतारोहण, सैर।
पर्यटन का दबाव और प्रबंधन
ज़्यादा पर्यटक नौकरी और पैसा लाते हैं, पर साथ में जाम, पगडंडियों का कटाव, कूड़ा और स्थानीय लोगों के लिए महँगे घर भी। प्रबंधक पत्थर की पगडंडियाँ, पार्क-एंड-राइड बसें, आगंतुक केंद्र बनाते हैं और संख्या सीमित करते हैं।
नाज़ुक ठंडे प्रदेश
ठंड में पौधे बहुत धीरे बढ़ते हैं, इसलिए नुकसान दशकों तक रहता है। जीव अनुकूलन करते हैं: नीचे फैले गद्दी पौधे, घने बाल, चर्बी की परत, प्रवास। अवसर: खनिज, तेल-गैस, मछली पकड़ना, पर्यटन। चुनौतियाँ: भीषण ठंड, इमारतों के नीचे खिसकता पर्माफ्रॉस्ट, दूरी। पाइपलाइनें खंभों पर बनाई जाती हैं ताकि उनकी गर्मी पर्माफ्रॉस्ट न पिघलाए।
जलवायु परिवर्तन
ज़्यादातर हिमनद सिकुड़ रहे हैं। इससे समुद्र स्तर बढ़ता है, नदियों का बहाव बदलता है (पहले बाढ़, फिर कम पानी) और हिमनद झील फटने से बाढ़ (GLOF) आ सकती है। पिघलता पर्माफ्रॉस्ट ग्रीनहाउस गैसें छोड़ता है, जो और गर्मी बढ़ाती हैं। अंतरराष्ट्रीय समझौते, संरक्षित क्षेत्र और उत्सर्जन घटाना मदद करते हैं।
करके देखें: अपना हिमनद बनाइए
- एक छोटे प्लास्टिक डिब्बे में मुट्ठी भर रेत और कंकड़ पानी में मिलाकर रातभर फ़्रीज़र में जमाइए। यह आपका "हिमनद" है जिसके तल में पत्थर हैं।
- इसे साबुन की टिकिया या नरम मिट्टी पर दबाकर धीरे-धीरे खिसकाइए। खरोंचें देखिए: यही अपघर्षण है।
- इसे हल्की ढलान वाली ट्रे पर पिघलने दीजिए। देखिए कि कंकड़ मिले-जुले ढेर में गिरते हैं (टिल) और रेत बहकर आगे परतों में जमती है (धौत)।
फिर 3D के छठे कदम में स्लाइडर से अनुमान लगाइए: गर्मी 2 °C बढ़े तो मुहाना आगे जाएगा या पीछे?
मुख्य सूत्र और परिभाषाएँ
- हिमनद बजट = संचयन − अपक्षरण
- धनात्मक बजट → मुहाना आगे; ऋणात्मक → मुहाना पीछे
- संचयन क्षेत्र: जितनी बर्फ़ जाती है उससे ज़्यादा जुड़ती है
- अपक्षरण क्षेत्र: जितनी जुड़ती है उससे ज़्यादा जाती है
- संतुलन रेखा: जहाँ जुड़ना = जाना
- जमने पर पानी लगभग 9% फैलता है (जमना-पिघलना)
- टिल = बिना छँटा (बर्फ़ से); धौत = छँटा हुआ (पिघले पानी से)
- पर्माफ्रॉस्ट = लगातार 2+ साल जमी ज़मीन
हल किए गए उदाहरण
1. एक साल में हिमनद में 3.5 मिलियन m³ बर्फ़ जुड़ी और 4.2 मिलियन m³ पिघली। बजट क्या है और मुहाने का क्या होगा?
बजट = 3.5 − 4.2 = −0.7 मिलियन m³। ऋणात्मक है, इसलिए मुहाना पीछे हटेगा (बर्फ़ फिर भी नीचे बहती है, पर पिघलना जीत जाता है)।
2. सर्क कैसे बनता है, चार कदमों में बताइए।
1) पहाड़ के छायादार गड्ढे में बर्फ़ जमा होती है। 2) दबकर हिम बन जाती है। 3) बर्फ़ घूर्णी गति से खुरचती है; उत्पाटन पीछे की दीवार खड़ी करता है और अपघर्षण तल गहरा करता है। 4) आगे कम कटाव से चट्टानी किनारा बचता है; पिघलने पर टार्न झील बन सकती है।
3. चूना-पत्थर की ज़मीन पर ग्रेनाइट का बड़ा पत्थर पड़ा है, जबकि सबसे पास का ग्रेनाइट 80 km दूर है। यह क्या है?
यह अनियत शिला है। बर्फ़ इसे ग्रेनाइट वाले इलाक़े से लाई थी, यानी यहाँ कभी बर्फ़ थी और वह इसी दिशा में बही।
4. एक ढलान पर रेत-बजरी की परतदार, 5 km लंबी टेढ़ी-मेढ़ी धार है। यह हिमोढ़ है या एस्कर?
एस्कर। हिमोढ़ बिना छँटा टिल होता है; छँटाई और टेढ़ा आकार बताते हैं कि इसे बर्फ़ के नीचे सुरंग में बहती पिघली नदी ने बनाया।
आम गलतियाँ
- पीछे हटते हिमनद को उल्टा बहता समझना। बर्फ़ नीचे ही बहती है; मुहाना इसलिए पीछे जाता है क्योंकि पिघलना बहाव से तेज़ है।
- टिल और धौत को मिला देना। टिल बिना छँटा (बर्फ़); धौत परतों में छँटा (पिघला पानी)।
- पहाड़ की हर झील को रिबन झील कहना। टार्न सर्क में होती है; रिबन झील लंबी होती है और घाटी तल में होती है।
- ड्रमलिन उल्टा बनाना। खड़ा मोटा सिरा बर्फ़ के आने की ओर; ढलवाँ पूँछ जाने की ओर।