समुद्र तट पर गीली रेत में खड़े होकर धीरे-धीरे पैर पटकने पर कभी-कभी ऐसा अनुभव होता है कि सख्त रेत अचानक नरम पड़ जाती है और पैर उसमें धँस जाते हैं। यही छोटी-सी घटना किसी बड़े भूकंप के साथ मिल जाए, तो एक भयावह आपदा बन जाती है, जिसमें पूरी इमारतें झुक जाती हैं और ज़मीन के नीचे की सीवर पाइपें ऊपर निकल आती हैं। इसी को ‘मृदा द्रवीकरण (Soil Liquefaction)’ कहते हैं।
सरल शब्दों में, द्रवीकरण वह घटना है जिसमें पानी से भरी ढीली रेतीली ज़मीन भूकंप जैसे तेज़ कंपन के कारण अचानक तरल जैसी हो जाती है। 1964 में जापान के नीगाता भूकंप के दौरान अपार्टमेंट इमारतों के ढहे बिना पूरे के पूरे एक ओर लेट जाने के दृश्य व्यापक रूप से सामने आने के बाद इस पर व्यवस्थित शोध शुरू हुआ। दक्षिण कोरिया में भी 2017 के पोहांग भूकंप के दौरान पहली बार इसके स्पष्ट निशान मिले।
इस सामग्री में द्रवीकरण के अर्थ और उसके पीछे की प्रक्रिया से लेकर ऐसी ज़मीन की परिस्थितियों, जहाँ यह आसानी से होता है, नुकसान के वास्तविक उदाहरणों और इसकी रोकथाम की तैयारियों तक को सरल ढंग से समझाया गया है।
द्रवीकरण की प्रक्रिया और उससे बचाव की तैयारी
द्रवीकरण क्या है?
जिस ज़मीन पर हम खड़े होते हैं, वह देखने में एक ठोस पिंड लगती है, लेकिन वास्तव में वह मिट्टी के अनगिनत कणों की ऐसी संरचना है, जिसमें कण एक-दूसरे के संपर्क में रहकर सहारा लेते हैं। कणों के बीच की खाली जगहों में हवा या पानी भरा होता है। भूजल स्तर से नीचे की ज़मीन में ये जगहें अधिकतर पानी से भरी होती हैं। ऐसी ज़मीन इमारतों का भार इसलिए सह पाती है क्योंकि कण आपस में कसकर फँसे होते हैं और बल को बाँटकर भार सँभालते हैं।
लेकिन भूकंप के कारण ज़मीन तेज़ी से आगे-पीछे हिलती है, तो कणों का यह जुड़ाव बिगड़ जाता है। जब कण एक-दूसरे से अलग होकर पानी में तैरने जैसी स्थिति में आ जाते हैं, तो ज़मीन ठोस की तरह भार नहीं सँभाल पाती और कीचड़ की तरह लिजलिजी हो जाती है। कंपन रुकने और पानी निकल जाने के बाद ज़मीन फिर सख्त हो जाती है, लेकिन तब तक उसके ऊपर की इमारतें और सड़कें झुक या धँस चुकी होती हैं।
ज़मीन के तरल जैसा बन जाने की प्रक्रिया
द्रवीकरण को समझने की कुंजी कणों के बीच फँसे पानी का दबाव है, जिसे रंध्र जल दाब (Pore Water Pressure) कहते हैं। सामान्य स्थिति में ऊपर से पड़ने वाले भार का अधिकांश हिस्सा कणों के आपसी जुड़ाव से सँभलता है और पानी उसका केवल कुछ हिस्सा सँभालता है। कण वास्तव में एक-दूसरे पर जो बल लगाते हैं, उसे मिट्टी का प्रभावी प्रतिबल (Effective Stress) कहते हैं।
भूकंप आने पर ढीले ढंग से जमा कण हिलते हैं और अधिक सघन होकर बैठने की कोशिश करते हैं। लेकिन कंपन इतना तेज़ होता है कि पानी को खाली जगहों से बाहर निकलने का समय नहीं मिलता। इसलिए कणों का दबाव पूरी तरह पानी पर पहुँच जाता है और पानी का दबाव लगातार बढ़ता है। जिस क्षण पानी का दबाव ऊपर से पड़ने वाले भार के लगभग बराबर हो जाता है, कणों का आपसी जुड़ाव समाप्त हो जाता है, प्रभावी प्रतिबल 0 के करीब पहुँच जाता है और ज़मीन तरल जैसा व्यवहार करने लगती है।
इस दौरान बढ़ा हुआ दबाव सह न पाने के कारण पानी और रेत कभी-कभी ज़मीन की दरारों से फूटकर बाहर निकलते हैं। इसे रेत का उद्गार (Sand Boil) कहते हैं। भूकंप के बाद खेतों या खाली जगहों में छोटे ज्वालामुखी जैसे उभरे रेत के ढेर दिखाई दें, तो वे इस बात का प्रमाण हैं कि उनके नीचे द्रवीकरण हुआ था।
किस तरह की ज़मीन में द्रवीकरण आसानी से होता है
हर तरह की ज़मीन में द्रवीकरण नहीं होता। नीचे दी गई परिस्थितियाँ जितनी अधिक एक साथ मौजूद हों, जोखिम उतना ही बढ़ता है।
- ढीली रेतीली ज़मीन (Loose Sand): इसमें कण ढीले-ढाले जमा होते हैं, इसलिए कंपन होने पर वे आसानी से सघन हो जाते हैं और पानी का दबाव बढ़ाते हैं। चिकनी मिट्टी जैसी मिट्टियों में, जिनके कण एक-दूसरे से चिपके रहते हैं, द्रवीकरण अपेक्षाकृत कम होता है।
- सतह के पास भूजल स्तर (Shallow Groundwater): द्रवीकरण के लिए ज़मीन के भीतर की खाली जगहों का पानी से भरा होना ज़रूरी है। इसलिए भूजल जितना सतह के करीब हो, जोखिम उतना ही अधिक होता है।
- समुद्र पाटकर बनाई गई भूमि और नदी के किनारे (Reclaimed Land and Riverbanks): समुद्र को पाटकर बनाई गई ज़मीन या नदी द्वारा लाई गई रेत से बने मैदान अक्सर हाल में बने होते हैं और कम सघन होते हैं।
- तेज़ और लंबे समय तक कंपन (Strong and Long Shaking): कंपन जितना तेज़ हो और जितनी देर तक जारी रहे, पानी का दबाव बढ़ने के लिए उतना ही अधिक समय मिलता है।
वास्तव में, 1964 के नीगाता भूकंप में नदी किनारे की रेतीली ज़मीन पर बनी अपार्टमेंट इमारतें बहुत अधिक झुक गई थीं। उसी वर्ष अमेरिका के अलास्का भूकंप में भी तटीय इलाकों की ज़मीन खिसककर धँस गई थी। 2011 के पूर्वी जापान के महाभूकंप में टोक्यो खाड़ी की समुद्र पाटकर बनाई गई भूमि पर कई जगह द्रवीकरण हुआ। उसी वर्ष न्यूज़ीलैंड के क्राइस्टचर्च भूकंप में भी शहर के अनेक हिस्सों, खासकर पूर्वी हिस्से में, द्रवीकरण से बहुत से घर और सड़कें क्षतिग्रस्त हुईं। 2017 के पोहांग भूकंप में भी अधिकेंद्र के आसपास के खेतों में रेत के उद्गार के निशान मिले, जिससे यह पुष्टि हुई कि दक्षिण कोरिया भी इस खतरे से निश्चिंत नहीं रह सकता।
द्रवीकरण से होने वाले नुकसान को कम करने की तैयारी
भूकंप को ही रोक पाना संभव नहीं है, इसलिए द्रवीकरण से बचाव का मुख्य उपाय है ज़मीन को पहले से मजबूत बनाना और उपयुक्त तरीके से इमारतें बनाना।
(1) जोखिम वाले क्षेत्रों की पहचान करना
ज़मीन में बोरिंग करके मिट्टी के प्रकार, उसकी कठोरता और भूजल की गहराई की जाँच से द्रवीकरण के जोखिम का पहले से अनुमान लगाया जा सकता है। दक्षिण कोरिया में भी पोहांग भूकंप के बाद अलग-अलग क्षेत्रों के द्रवीकरण जोखिम मानचित्र बनाकर सार्वजनिक किए जा रहे हैं।
(2) ज़मीन को अच्छी तरह सघन करना
कंपन या भारी वज़न की मदद से ढीली रेत को अच्छी तरह सघन कर दिया जाए, तो कण आसानी से हिल नहीं पाते। मिट्टी में सीमेंट जैसी सामग्री मिलाकर उसे सख्त करने की विधि भी इस्तेमाल की जाती है।
(3) पानी निकलने के रास्ते बनाना
ज़मीन के भीतर बजरी के स्तंभ या जल निकासी सामग्री लगाई जाए, तो कंपन के समय पानी का बढ़ा हुआ दबाव जल्दी निकल जाता है और द्रवीकरण को धीमा किया जा सकता है।
(4) गहरी नींव से सहारा देना
पाइलों को ऐसी गहरी और कठोर भू-परत तक गाड़कर इमारत को सहारा दिया जाए, जहाँ द्रवीकरण नहीं होता, तो ऊपर की ज़मीन नरम पड़ने पर भी इमारत के झुकने का जोखिम काफी कम किया जा सकता है।
द्रवीकरण दिखाता है कि जिस ज़मीन को हम सहज ही सख्त मान लेते हैं, वह भी उपयुक्त परिस्थितियाँ बनने पर एक पल में पानी जैसी हो सकती है। जिन जगहों पर भूकंप अक्सर नहीं आते, वहाँ भी समुद्र पाटकर बनाई गई भूमि और नदी किनारे जैसी जोखिम वाली ज़मीन की पहले से पहचान करके तैयारी की जाए, तो नुकसान काफी हद तक कम किया जा सकता है।
अपने पैरों के नीचे की ज़मीन किससे बनी है, यह जानना ही भूकंप का सामना करने में सक्षम शहर बनाने की दिशा में पहला कदम है।
