புவியின் மீது கதிரவனின் ஆற்றல்

பயான் குறிப்புகள்: அறிவியல் உண்மைகள்

Last Updated on April 17, 2019 by

புவியின் மீது கதிரவனின் ஆற்றல்

கதிரவ ஒளியே புவியில் கிடைக்கும் ஆற்றலின் மூல ஆதாரமாகும். கதிரவ மாறிலி (solar constant) என்பது ஒரு குறிப்பிட்ட பரப்பளவில் கதிரவ ஒளியின் காரணமாக கிடைக்கும் ஆற்றலை குறிக்கும். கதிரவ மாறிலி, கதிரவனில் இருந்து ஒரு வானியல் அலகு தூரத்தில் கிடைக்கும் ஆற்றலை குறிக்கும். இது தோராயமாக 1368 வாட்/சதுர மீட்டர் ஆகும். கதிரவ ஒளி புவியின் மேற்பரப்புக்கு வந்தடைவதற்கு முன்பு வளி மண்டலத்தால் பெரிதும் மட்டுப்படுத்தப் படுகிறது. இதனால் குறைந்த அளவிலான வெப்பமே தரைக்கு வந்தடைகிறது. ஒளிச் சேர்க்கையின் போது தாவரங்கள் கதிரவ ஒளி ஆற்றலை வேதியல் ஆற்றலாக மாற்றுகின்றன. கதிரவ மின்கலனில், கதிரவ ஒளியாற்றல்/வெப்பம் மின்சார ஆற்றலாக மாற்றப்படுகிறது.

 பெட்ரோலியம் சார்ந்த எரிபொருள்களில் இருந்து கிடைக்கும் ஆற்றலும் கதிரவ ஒளியில் இருந்து மறைமுகமாக, (மக்கிய தாவரங்களில்) இருந்து கிடைக்கும் ஆற்றலே ஆகும். கதிரவனில் இருந்து வரும் புற ஊதாக் கதிர்கள் நுண்ணுயிர் கொல்லியாகும். மேலும் இக்கதிர்கள் மாந்தர்களிடம் வேனிற்கட்டி போன்ற தீய விளைவுகளையும், மற்றும் உயிர்ச்சத்து D (விட்டமின் D) உற்பத்தி ஆகிய நன்விளைவுகளையும் ஏற்படுத்துகிறது. . புற ஊதா கதிர்கள் புவியை சூழ்ந்துள்ள ஓசோன் படலம் மூலம் மட்டுப் படுத்தப் படுகிறது. இக்கதிர்களே மனிதரின் வேறுபட்ட தோல் நிறத்துக்கும் காரணமாக அறியப்படுகிறது.

கட்டமைப்பு மற்றும் ஆற்றல் உற்பத்தி

கதிரவனின் உள்கட்டமைப்பு பின்வரும் அடுக்குகளைக் கொண்டது.

உள்ளகம் (core) கதிரவ ஆரத்தின் 20-25% உட்புற பகுதியில் உள்ள வெப்பம் (ஆற்றல்) மற்றும் அழுத்தம், ஐட்ரசன் மற்றும் ஈலியம் இடையே அணுக்கரு இணைவு நிகழப் போதுமானதாக இருக்கும். இதன்மூலம் கதிரவ ஆற்றல் வெளிப்படும். ஈலியம் படிப்படியாக உள்ளகத்தின் உள்ளே படிந்து ஈலியத்தின் உள்ளகத்தை உருவாக்குகிறது.

கதிர்வீச்சுப் பகுதி (radiative zone) கதிரவனின் மேற்பரப்பு மிகவும் நெருக்கமாக இருக்கும் வரையில் வெப்பசலனம் ஏற்படாது. எனவே 20-25% ஆரம் மற்றும் 70% ஆரம் ஆகியவற்றிற்கு இடையே, ஒரு கதிர்வீச்சுப் பகுதி உள்ளது. அங்கு கதிர்வீச்சு (ஃபோட்டான்கள்) மூலம் ஆற்றல் பறிமாற்றம் நிகழ்கிறது.

வேகச்சரிவு (tachocline)- கதிர்வீச்சு மற்றும் வெப்பசலனம் ஆகிய இரு பகுதிகளுக்கு இடையே உள்ள எல்லைப்பகுதி.

வெப்பச்சலனப் பகுதி (convective zone) கதிரவனின் வெளி அடுக்குகளில் (தோராயமாக 70% கதிரவ ஆரம்), கதிரவ பிளாஸ்மாவின் அடர்த்தி மிகக் குறைவாக காணப்படுவதால், இப்பகுதியில் கதிர்வீச்சு வழியே வெப்பம் கடத்தப்படுவது இயலாததாகிறது. அதனால் வெப்பச்சலனம் மூலம் வெப்பம் கடத்தப்படுகிறது. .

ஒளிக்கோளம் (photosphere)- கதிரவனின் ஆழமான பகுதி. கதிரவ வெளிச்சத்தைக் கொண்டு இதை நேரடியாகக் காண இயலும். கதிரவன் ஒரு வாயுப்பொருள் என்பதால் தெளிவாக வரையறுக்கப்பட்ட மேற்பரப்பு இல்லை. அதன் காணக்கூடிய பகுதிகள் பொதுவாக ‘ஒளிக்கோளம்’ மற்றும் ‘வளிக்கோளம்’ என்று இரண்டாகப் பிரிக்கப்படுகின்றன.

வளிக்கோளம் (atmosphere)- கதிரவனைச் சுற்றியுள்ள ஒரு வாயு ‘ஒளி’, நிறக்கோளம், கதிரவ நிலைமாற்றப் பகுதி, கொரோனா மற்றும் கதிரவக்கோளம் ஆகியவற்றை உள்ளடக்கியது. கதிரவனின் முக்கியப் பகுதி மறைக்கப்படும் போது இவற்றைக் காண இயலும்.

உள்ளகம்

கதிரவ உள்ளகம், என்பது மையத்திலிருந்து 20-25% கதிரவ ஆரம் வரை பரவியுள்ளது. இது சுமார் 150g/cm3 வரையிலான அடர்த்தியும் (நீரின் அடர்த்தியில் சுமார் 150 மடங்கு) 15.7 மில்லியன் கெல்வின் அளவிலான வெப்பமும் கொண்டுள்ளது. இதற்கு மாறாக, கதிரவனின் மேற்பரப்பு வெப்பநிலை சுமார் 5,800 கெல்வின் அளவில் இருக்கிறது. SOHO திட்ட தரவுகளின் அண்மைய பகுப்பாய்வுகள் மூலம் கதிரவனின் மேல் உள்ள கதிர்வீச்சுப் பகுதியை விட அதன் மையத்தில் சுழற்சி வீதம் வேகமாக இருப்பது தெரியவந்தது.

கதிரவனின் வாழ்க்கையில் பெரும்பகுதி மூலம், புரோட்டான்-புரோட்டான் சங்கிலி என்றழைக்கப்படும் தொடர்ச்சியான வழிமுறைகளால் மையப் பகுதியில் அணுக்கரு இணைப்பின் மூலம் ஆற்றல் உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது; இந்த செயல்முறை ஐட்ரசன் அணுக்களை ஈலியமாக மாற்றுகிறது. கதிரவனில் உருவாக்கப்பட்ட ஆற்றலில் 0.8% மட்டுமே CNO சுழற்சியில் இருந்து வருகிறது. இருப்பினும் இந்த விகிதம் கதிரவனின் வயதைப் பொறுத்து அதிகரிக்கும் என எதிர்பார்க்கப்படுகிறது.

கதிரவனில் உள்ளகப் பகுதி மட்டுமே அணுக்கரு இணைவு மூலம் கணிசமான வெப்ப ஆற்றலை உருவாக்குகிறது. கதிரவ உள்ளகத்தில் மட்டுமே நடைபெறும் அணுக்கருப் புணர்ச்சியின் விளைவாக உருவாகும் ஆற்றல் கதிரவனின் மற்ற அடுக்குகளில் படிபடியாகப் பரவுகிறது.

ஒவ்வொரு வினாடியிலும் தோராயமாக 3.4×10³⁸ புரோட்டான்கள் (ஐட்ரசன் அணுக்கரு) ஈலியம் அணுக்கருவாக மாற்றப்படுகின்றன. கதிரவனில் சுமார் 8.9×10⁵⁶ புரோட்டான்கள் உள்ளதாக கணிக்கப்பட்டுள்ளது. கதிரவன் ஒரு வினாடிக்கு சுமார் 383 யோட்டா வாட் அளவு ஆற்றலை வெளியிடுகிறது. இது 9.15×10¹⁰ மெகா டன் TNT அளவுள்ள வெடிபொருளை வெடிப்பதற்கு சமமாகும்.

உயர் ஆற்றல் கொண்ட ஒளித்துகள் (ஃபோட்டான்)கள் (காமாக் கதிர்கள்) அணுக்கருப் புணர்ச்சி விளைவால் கதிரவ உள்ளகத்தில் உருவாகப்படுகின்றன. மிகக் குறைந்த அளவில் கதிரவ பிளாஸ்மாவால் உட்கிரகிக்கப்படும் ஒளித்துகள்கள் மீண்டும் குறைந்த ஆற்றலில் பல திசைகளிலும் எதிரொளிக்கப் படிகின்றன. இவ்வாறு திருப்பி அனுப்பப்படும் ஒளித்துகள்கள் கதிரவனின் மேல்பகுதியை கதிரியக்கம் விளைவாக அடைய சுமார் 10 ,000 முதல் 170 ,000 வருடங்கள் ஆகிறது.

 வெப்பச்சலனப் பகுதியை கடந்து ஒளி மண்டலத்தை அடையும் ஒளித்துகள்கள் காண்புறு ஒளியாக கதிரவ அமைப்பில் பயணிக்கிறது. கதிரவ உள்ளகத்தில் உருவாகும் ஒவ்வொரு காமாக் கதிரும் பல மில்லியன் ஒளித்துகள்களாக மாற்றப்படுகிறது. காமா கதிர்களைப் போன்று நியூட்ரினோ துகள்களும் அணுக்கருப் புணர்ச்சியின் விளைவாக உருவாக்கப்படுகின்றன. ஒளித்துகள்களை போலன்றி இவை பிளாசுமாவினால் பாதிக்கப்படாததால் இவை கதிரவனை உடனடியாக வெளியேறுகின்றன.

கதிர்வீச்சுப் பகுதி

உள்ளகத்தில் இருந்து சுமார் 0.7 கதிரவ ஆரங்கள் வரை, ஆற்றல் பரிமாற்றத்தின் முதன்மையான வழிமுறையாக வெப்பக் கதிர்வீச்சு இருக்கிறது. மையத் தொலைவு அதிகரிக்கும் போது சுமார் 7 மில்லியன் முதல் 2 மில்லியன் கெல்வின் வரை வெப்பநிலை குறைகிறது. இந்த வெப்பநிலைச் சரிவு மாறாவெப்பக் குறைவு விகிதத்தை விட குறைவாக இருப்பதால் வெப்பசலனத்தை இயக்க முடியாது. எனவே இப்பகுதி வழியாக நடைபெறும் வெப்பப் பறிமாற்றம் வெப்பசலனம் மூலம் இல்லாமல் கதிர்வீச்சு மூலம் நடைபெறுகிறது.

வேகச்சரிவு

கதிர்வீச்சு பகுதியும் வெப்பச்சலனப் பகுதியும் வேகச்சரிவு என்ற நிலைமாற்ற அடுக்கு ஒன்றால் பிரிக்கப்பட்டுள்ளது. இது கதிரவீச்சுப் பகுதியின் நிலையான சுழற்சி மற்றும் வெப்பசலனப் பகுதியின் மாறுபட்ட சுழற்சி ஆகிய இரண்டிற்கும் இடையே திடீர் மாற்றம் ஏற்படும் பகுதி ஆகும். இதன் விளைவாக சறுக்குப் பெயர்ச்சி எனப்படும் தொடர்ச்சியான கிடைமட்ட அடுக்குகள் ஒன்றையொன்று கடந்து செல்லும் நிலை ஏற்படுகிறது. தற்போது இந்த அடுக்கினுள் உள்ள காந்த இயக்கயவியல் கதிரவனின் காந்தப்புலத்தை உருவாக்குவதாகக் கருதப்படுகிறது.

வெப்பச்சலனப் பகுதி

கதிரவனின் வெளி அடுக்குகளில் (தோராயமாக 70% கதிரவ ஆரம்), கதிரவ பிளாஸ்மாவின் அடர்த்தி மிகக் குறைவாக காணப்படுவதால், இப்பகுதியில் கதிர்வீச்சு வழியே வெப்பம் கடத்தப்படுவது இயலாததாகிறது. அதனால் வெப்பச்சலனம் மூலம் வெப்பம் கடத்தப்படுகிறது. வெப்பச்சலனம் என்பது வளி அல்லது நீர்மம் அல்லது பிளாஸ்மா ஆகியவற்றின் அழுத்த வேறுபாடு மூலமாக வெப்பம் கடத்தப்படுதலை குறிக்கும். கதிரவனில் வெப்பப் படுத்தப்பட்ட பிளாஸ்மா குறைந்த அடர்த்தியை கொண்டிருப்பதால் அது சூரியனின் வெளிபுறம் நோக்கி நகர்வதாலும்,

அவ்விடத்தை நிறைக்க குறைந்த வெப்பத்தை கொண்ட பிளாஸ்மா உள்நோக்கி நகர்வதாலும் நடக்கும் சுழற்சியின் வழியாக வெப்பம் கடத்தப்படுகிறது. இத்தகைய சுழற்சி மூலம் வெப்பம் கதிர்வீச்சுப் பகுதியில் இருந்து ஒளி மண்டலத்திற்கு கடத்தப்படுகிறது. வெப்பச்சலன விளைவினால் அடுக்கடுக்காக வெளி நோக்கி தள்ளப்படும் பிளாஸ்மா தனித்தனி பரல்களாக சூரியனின் மேல்பரப்பில் தோன்றுகிறது. இதனை கதிரவ பரலாக்கம் என்பர்.

ஒளிக்கோளம்

கதிரவனின் பார்க்கக்கூடிய மேற்பரப்பு ஒளி மண்டலம் என்று அறியப்படுகிறது. இப்பகுதில் இருந்து வெளியேறும் ஒளி ஆற்றல் எந்த வித தடங்கலும் இன்றி விண்ணில் பயணிக்க இயலும். ஒளி மண்டலம் பல நூறு கிலோமீட்டர் தடிமனானது. ஒளி மண்டலத்தின் வெளிப்பகுதி உள்பகுதியை விட சற்றே குளிர்ச்சியானது. ஒளி மண்டலத்தின் துகள் அடர்த்தி தோராயமாக 10²³ m⁻³ (அதாவது புவியின் கடல் மட்டத்தில் காணப்படும் வளி மண்டத்தின் அடர்த்தியில் 1% அடர்த்தி ) .

பெரும் அறிவியல் முன்னேற்றம் கண்டிராத காலத்தில் கதிரவனின் ஒளி மண்டலத்தின் ஒளி அலைமாலையை ஆய்ந்த அறிவியலாளர்கள் கதிரவனில் புவியில் இல்லாத ஒரு வேதியியல் தனிமம் இருப்பதாக உணர்ந்தனர். 1868 ஆம் ஆண்டு, ஆய்வாளர் நோர்மன் லோக்கர் இத்தனிமத்திற்கு கிரேக்க கதிரவக் கடவுளான ஈலியோசு நினைவாக ஈலியம் என்று பெயர் சூட்டினார். இதன் பிறகு 25 வருடங்கள் கடந்த பின் ஈலியம் புவியில் ஆய்வாளர்களால் பிரித்து எடுக்கப்பட்டது.

வளிக்கோளம்

முழு கதிரவ மறைபின் உச்சக்கட்டத்தின் போது, வெறும் கண்களால் கொரோனாவை எளிதாக பார்க்க இயலும், முழுமையான கதிரவ மறைப்பின் போது நிலவு கதிரவனை முழுமையாக மறைக்கிறது. அப்போது கதிரவனைச் சுற்றியுள்ள வளிக்கோளத்தின் பகுதிகளைக் காண இயலும். இது நிறக்கோளம், நிலைமாற்றப் பகுதி, கொரோனா மற்றும் கதிரவக்கோளம் என்று நான்கு தனித்தனி பகுதிகளைக் கொண்டது .இப்பகுதியை மின்காந்த அலைமாலையைக் காண உதவும் தொலைநோக்கி வழியாகவோ, காண்புறு ஒளியில் இருந்து காமாக் கதிர்கள் வரை அடங்கியுள்ள ரேடியோ கதிர்களை ஆய்வதன் மூலமோ காணலாம்.

கதிரவனின் குறைந்த வெப்பப் பகுதி ஒளிக்கோளத்தில் இருந்து சுமார் 500 கிமீ மேலே அமைந்துள்ளது. இப்பகுதியின் வெப்பம் சுமார் 4,000 கெல்வின் ஆகும். இப்பகுதியின் வெப்ப குறைவு காரணமாக இப்பகுதியில் தனிமங்கள் மட்டுமல்லாது கார்பன் மோனாக்சைடு, நீர் ஆகிய சில மூலக்கூறுகளும் காணப்படுகின்றன.குறைந்த வெப்ப பகுதிக்கு மேலே சுமார் 2 ,500 கிமீ தடிமனில் உள்ள மெல்லிய அடுக்கு நிறக்கோளம் என்று அறியப்படுகிறது. இப்பகுதியின் நிறமாலை உமிழ்வு காரணமாக இப்பெயர் பெற்றது.

 

Source:https://ta.wikipedia.org/wiki/%E0%AE%9E%E0%AE%BE%E0%AE%AF%E0%AE%BF%E0%AE%B1%E0%AF%81_(%E0%AE%B5%E0%AE%BF%E0%AE%A3%E0%AF%8D%E0%AE%AE%E0%AF%80%E0%AE%A9%E0%AF%8D)