બેનિયૉફ વિભાગ

બેનિયૉફ વિભાગ (benioff zone) : પૃથ્વીના પોપડામાં છીછરી ઊંડાઈથી માંડીને ભૂમધ્યાવરણમાંની 700 કિમી. સુધી 45°નો નમનકોણ ધરાવતી, વિતરણ પામેલાં ભૂકંપકેન્દ્રોની તલસપાટીઓનો વિભાગ. તલસપાટીઓના આ વિભાગો ઊંડી દરિયાઈ ખાઈઓ, દ્વીપચાપ, નવા વયના પર્વતો અને જ્વાળામુખીઓના ઘનિષ્ઠ સંપર્કમાં રહેલા જોવા મળે છે. બેનિયૉફ વિભાગો ટોંગા-કર્માડેક, ઇઝુ-બોનિન, મરિયાના, જાપાન, ક્યુરાઇલ ટાપુઓ, પેરુ-ચીલી, ફિલિપાઇન્સ, સુંદા, ન્યૂ હેબ્રાઇડ્સ, ન્યૂઝીલૅન્ડ, મધ્ય અમેરિકા, રીયૂક્યૂ તથા ઍલ્યુશિયન ટાપુઓમાં લાક્ષણિક રીતે વિકાસ પામેલા છે. ભૂતક્તી-સંચલનના સંદર્ભમાં આ વિભાગો, ઉપર તરફ ધસેલી તક્તીની નીચે ભૂમધ્યાવરણ તરફ દબેલી તક્તી સાથે સંકળાયેલી ભૂકંપક્રિયાનો નિર્દેશ કરે છે.

ઇતિહાસ : ભૂકંપ માટે કારણભૂત ઊંડાઈએ રહેલાં કેન્દ્રોની ખોજની તવારીખ આપણને 1922 સુધી પાછળ લઈ જાય છે. ઘણા દ્વીપચાપો પર આ અંગે પછીથી કરવામાં આવેલાં સંશોધનો પરથી ઊંડા ભૂકંપીય વિભાગોની નમેલી ભૌમિતિક તલસપાટીઓ સ્પષ્ટપણે સમજમાં આવી છે. 1954માં એચ. બેનિયૉફે (Hugo Benioff) પેસિફિક મહાસાગરમાં (કે જ્યાં દરિયાઈ પોપડો તેની ઉપર રહેલા ખંડીય પોપડાની નીચે ધસી ગયેલો છે ત્યાં) ભૂકંપવિભાગોવાળી નમેલી તલસપાટીઓના અસ્તિત્વનું અર્થઘટન કરી આપ્યું. આ અર્થઘટને ભૂતક્તીસંચલન માટે તેમની નીચે તરફ દબવાની સંકલ્પનાને વધુ વિસ્તૃત કરી આપી, તેમાંથી આ નમેલી તક્તીમાં રહેલા ભૂકંપીય વિભાગો બેનિયૉફ વિભાગ તરીકે જાણીતા બન્યા.

રચના : ખંડોની ઉત્પત્તિ માટે રજૂ કરવામાં આવેલા ભૂતક્તી- સંચલનના સિદ્ધાંત (એટલે કે તક્તી-નિર્માણ-સિદ્ધાંત plate tectonics theory) સાથે આ બેનિયૉફ વિભાગ સંકળાયેલો છે. 1960માં હેસ નામના વૈજ્ઞાનિકે આ સિદ્ધાંત પ્રથમ વાર રજૂ કર્યો. તે મુજબ પૃથ્વીનો ર્દઢ પોપડો શિલાવરણની 100થી 150 કિમી. જાડાઈવાળી તક્તીઓથી બનેલો છે. આ તક્તીઓ ખંડો અને મહાસાગરો સહિત પ્રતિવર્ષ 1થી 5 સેમી. જેટલી ખસે છે. વૈજ્ઞાનિકોના મંતવ્ય પ્રમાણે સ્થાનાંતર કરતો પોપડો 20 જેટલી તક્તીઓથી બનેલો છે. આ તક્તીઓ એકબીજીના સંદર્ભમાં તેમજ પૃથ્વીના અક્ષભ્રમણના સંદર્ભમાં સતત ગતિશીલ છે. કેટલીક વખતે તેમની ખસવાની ક્રિયા દરમિયાન બે તક્તીઓ એકબીજીની સામે પણ આવી જાય છે. આ સંજોગ ઉદભવતાં એક તક્તી બીજી તક્તીની કિનારી હેઠળ આશરે 45°ના ખૂણે સરકતી જાય છે. સરકી જતી તક્તીની સપાટી પર દરિયાઈ ખાઈ (oceanic trench) અસ્તિત્વમાં આવે છે, જ્યારે ઉપર ધસતી તક્તી પર દ્વીપચાપ (island arc) તૈયાર થાય છે. આ રીતે રચાયેલી દરિયાઈ ખાઈવાળો કે નજીકના ખંડીય પોપડા તરફના નમનવાળો વિભાગ ‘બેનિયૉફ વિભાગ’ તરીકે ઓળખાય છે.

બેનિયૉફ વિભાગનું સારામાં સારું ઉદાહરણ ટોંગા-કર્માડેક ચાપમાં જોવા મળે છે (આકૃતિ 1). અહીં બેનિયૉફ વિભાગ લગભગ 45°ના કોણથી નમેલો છે અને તે 700 કિમી.ની ઊંડાઈ સુધી વિસ્તરે છે. ભૂકંપનું વિતરણ પણ અહીં લગભગ અખંડિત છે. સ્થાનભેદે બેનિયૉફ વિભાગના નમનકોણ, આકાર, નમનલંબાઈ બદલાતાં રહે છે (આકૃતિ 2).

ભૂકંપકેન્દ્રની ઊંડાઈનું બિંદુ નક્કી કરવાની ચોકસાઈ હવે વધી હોવાથી એ સ્પષ્ટ બન્યું છે કે ભૂકંપીય વિભાગની જાડાઈ 20 કિમી. જેટલી ઓછી હોય છે. બેનિયૉફ વિભાગોની આરપાર થતા ભૂકંપીય તરંગોના પ્રસારણ પરથી જાણવા મળ્યું છે કે ભૂકંપ-તરંગોની ગતિ બેનિયૉફ વિભાગમાં 10 %થી 15 % જેટલી વધુ હોય છે અને ભૂકંપ-તરંગોનું શોષણ ભૂમધ્યાવરણના આજુબાજુના સરખી ઊંડાઈના ભાગની તુલનામાં બેનિયૉફ વિભાગમાં ઓછું હોય છે. આ હકીકત સૂચવે છે કે બેનિયૉફ વિભાગ નીચે તરફ દબતી દરિયાઈ પૃષ્ઠ-તક્તીનો રેખીય માર્ગ નક્કી કરી આપે છે. વળી તે ભૂમધ્યાવરણમાં દબતી વખતે ખૂબ ગરમ થઈ જતી નથી. ભૂકંપ-તરંગોની ગતિ ત્યાંના ખડકોમાં ઓછા તાપમાને વધુ રહે છે, અન્ય સંજોગો સરખા રહે છે. દ્વીપચાપોની રચનાનો તાજેતરનો અભ્યાસ નિર્દેશ કરે છે કે બેનિયૉફ વિભાગમાં થતા મોટાભાગના ભૂકંપ તક્તીની સીમા પર નહિ, પરંતુ ઊંડે જતી નમેલી તક્તીની અંદર તરફથી થતા હોય છે. એ પણ જાણવા મળ્યું છે કે ઉત્તર જાપાન તરફ બેનિયૉફ વિભાગ બેવડાય છે. બેનિયૉફ વિભાગની બધી જ લંબાઈમાં ભૂકંપકેન્દ્રો કાયમ માટે વિતરણ પામેલાં હોતાં નથી. કોઈક દબતા વિભાગો પર ભૂકંપકેન્દ્રો ભૂકંપવિહીન સપાટીઓથી આંતરે આંતરે છૂટાં છૂટાં વિતરણ પામેલાં હોય છે; દા.ત., ચીલી, સુંદા, ન્યૂ હેબ્રાઇડ્ઝ, ઇઝુ-બોનિન અને ક્યુરાઇલ ટાપુઓ.

બેનિયૉફ વિભાગ અને ભૂકંપની ક્રિયાપદ્ધતિ : બેનિયૉફ વિભાગમાં ભૂકંપની ક્રિયાપદ્ધતિનો અભ્યાસ દર્શાવે છે કે ભૂકંપોની દાબ/તણાવ-અક્ષ દબતી તક્તીની નીચે તરફની દિશામાં રેખીય સ્થિતિમાં ગોઠવાયેલી હોય છે. તક્તીઓની દબતા જવાની ક્રિયા સાથે ઉદભવતાં પ્રતિબળોથી ભૂકંપ થતા હોય છે. તક્તીમાં જ્યારે નીચે તરફનું ગુરુત્વાકર્ષણબળ વધી જાય ત્યારે વિસ્તરણ પણ નીચે તરફનું જ હોય છે, તેમજ જ્યારે આજુબાજુના ભૂમધ્યાવરણ વિભાગની પ્રતિકારક્ષમતા દબતા જતા વિભાગની તુલનામાં વધારે હોય ત્યારે નીચાણતરફી સંકોચન થતું હોય છે.

નીચાણ તરફનાં કાર્યશીલ પરિબળો વિસ્તારભેદે અમુક ચોક્કસ પદ્ધતિ મુજબ ભિન્ન ભિન્ન લક્ષણોવાળાં હોય છે. તે બેનિયૉફ વિભાગ પર ભૂકંપના વિતરણની અખંડિતતા પર તેમજ તેની નીચાણ-તરફી લંબાઈ પર આધાર રાખે છે. આ ફેરફારો આકૃતિમાં દર્શાવેલા છે. નીચાણ તરફ દબતી જતી તક્તી માત્ર છીછરી ઊંડાઈ સુધી પહોંચે ત્યારે તક્તીનું પ્રતિબળ વિસ્તૃતિવાળું હોય છે (આકૃતિ 3અ). તક્તી વધુ સખત વિસ્તાર તરફ જેમ જેમ વધુ દબતી જાય તેમ તેમ તક્તી સંકોચન પામતી જાય છે, પરંતુ શિલાવરણનો છીછરો ભાગ વિસ્તૃત જ રહે છે (આકૃતિ 3આ). જ્યારે તક્તી ર્દઢ તળ સુધી પહોંચે ત્યારે આખીય તક્તી વધુ સંકોચાય છે (આકૃતિ 3ઇ). કેટલીક વખતે શિલાવરણ-તક્તી તૂટી જાય છે, તૂટેલો ભાગ સ્વતંત્ર રીતે તળ પર અથડાય છે અને દાબની અસર હેઠળ આવી જાય છે (આકૃતિ 3ઈ).

ગિરીશભાઈ પંડ્યા

વ્રિજવિહારી દીનાનાથ દવે