प्रभाग प्रधान: प्रो. संजीव कुमार  

उप-प्रधान -1: डॉ. ए. के. सुधीर 

उप-प्रधान -2: प्रो. नीरज रस्तोगी

सिंहावलोकन

पीआरएल के भूविज्ञान प्रभाग की अनुसंधान गतिविधियों का उद्देश्य उन भौतिक, रासायनिक, जैविक और भूवैज्ञानिक प्रक्रियाओं को समझना है, जिन्होंने पृथ्वी की उत्पत्ति के बाद से इसे आकार दिया है। प्रकृति में तत्वों और उनके समस्थानिकों के वितरण के सिद्धांतों, रेडियोधर्मी क्षय और वृद्धि, खनिजों के प्रकाशीय संदीप्ति गुणों, तथा अत्याधुनिक विश्लेषणात्मक उपकरणों की सहायता से प्रभाग के वैज्ञानिक विभिन्न घटनाओं के समय-स्केल  का निर्धारण करने तथा पृथ्वी के विभिन्न भंडारों में विकासात्मक प्रक्रियाओं को समझने का प्रयास करते हैं। प्रमुख अनुसंधान क्षेत्रों में ठोस पृथ्वी अनुसंधान, समुद्र विज्ञान, जैव-भू-रसायन, जल विज्ञान, पुराजलवायु अध्ययन, चतुष्कीय भूविज्ञान और वायुमंडलीय एरोसोल रसायन विज्ञान शामिल हैं।

प्रमुख अनुसंधान कार्यक्रम

प्रारंभिक पृथ्वी और ग्रहीय विकास 

पृथ्वी और हमारे सौरमंडल के ग्रहों के मूल निर्माण खंड सौर नीहारिका में उपस्थित गैसें और धूल हैं। फिर भी, सौरमंडल के सभी पिंडों की रासायनिक और समस्थानिक संरचना एक दूसरे से अलग है। इसका मतलब है कि प्रत्येक ग्रह के पास अद्वितीय पूर्ववर्ती और साथ ही विकास पथ भी हैं। जेनेसिस लैब की अनुसंधान गतिविधियां मुख्य रूप से पृथ्वी और ग्रहीय पिंडों की उत्पत्ति और विकास पर केंद्रित हैं, जिसमें पार्थिव और पार्थिवेतर पदार्थों में तत्व सांद्रता, द्रव्यमान-निर्भर और द्रव्यमान-स्वतंत्र समस्थानिक विविधताओं का उपयोग किया जाता है।

ठोस पृथ्वी भू-रसायन विज्ञान

ठोस पृथ्वी भू-रसायन विज्ञान में अनुसंधान पृथ्वी के ठोस घटकों, जिसमें भूपर्पटी, प्रावरण (मेंटल) और क्रोड (कोर) शामिल हैं, की रासायनिक संरचना और प्रक्रियाओं से संबंधित है। इस क्षेत्र में अध्ययन, पृथ्वी के आंतरिक भाग में तत्वों और समस्थानिकों के वितरण, चक्रण और अन्योन्यक्रिया तथा भूवैज्ञानिक और भूभौतिकीय प्रक्रियाओं पर उनके प्रभाव की जांच करते हैं। शोध के विषयों में मेंटल का दीर्घकालिक विकास, क्रस्ट-मेंटल अन्योन्यक्रिया, इंट्राप्लेट ज्वालामुखी, अन्तःग्रसन (सबडक्शन) ज़ोन प्रक्रियाएं, तथा आर्क ज्वालामुखी शामिल हैं, लेकिन केवल इन्हीं तक सीमित नहीं हैं।

चतुष्कीय पर्यावरण, अवसाद विज्ञान और भूभाग प्रतिक्रिया 

क्वेस्ट प्रयोगशाला अतीत की जलवायु प्रवृत्तियों, विशेष रूप से चरम घटनाओं और भू-आकृतिक प्रक्रियाओं में परिवर्तन पर ध्यान केंद्रित करते हुए भू-भाग की प्रतिक्रिया को समझने के लिए (पैरा- और पेरी-) हिमनदय, नदीय, वायूढ़ और तटीय पर्यावरण का अन्वेषण करती है। बहु-प्रॉक्सी और बहु-कालानुक्रमिक तकनीकों का उपयोग करते हुए वर्तमान केंद्रित विषयों में से कुछ हैं हिमालयी हिमनद परिवर्तन (सहस्राब्दी से शताब्दी स्केल), हिमालय और शुष्क भूमि में अचानक आने वाली बाढ़, और होलोसीन समुद्र-स्तर में परिवर्तन। भू-आकृतिक एजेंट के रूप में मानवजनित प्रक्रियाओं को समझने के लिए होलोसीन काल में मानव-भू-जलवायु संबंधों का अन्वेषण किया जाता है।

पुराजलवायु अध्ययन

यह शोध अतीत की जलवायु परिवर्तनशीलता, मानसून गतिशीलता और समुद्र सतह के तापमान में उतार-चढ़ाव पर केंद्रित है। गुफा निक्षेप और अवसादों जैसे प्राकृतिक अभिलेखों का विश्लेषण करके तथा समस्थानिक तकनीकों और जलवायु मॉडलों का उपयोग करके, हमारा लक्ष्य अल्पकालिक मानवीय प्रभावों और जलवायु के दीर्घकालिक प्राकृतिक चालकों को समझना है, ताकि भविष्य के पूर्वानुमानों में सुधार हो सके।

जलविज्ञान

पीआरएल में जलविज्ञान अनुसंधान वायुमंडलीय, सतह और उप-सतही प्रक्रियाओं के माध्यम से नमी के परिवहन की जांच करता है, जिसमें शामिल हैं- i) पार्थिव रूप से पुनर्चक्रित नमी ii) नमी परिवहन मार्गों का निदान iii) बहु-दशकीय वर्षा प्रवृत्ति उलटाव का पता लगाना iv) सतह-भूजल विनिमय की जांच करना, और v) चरम वर्षण की घटनाएं। हम दीर्घकालिक परिवर्तनों और गतिशीलता का पता लगाने के लिए समस्थानिक (स्थिर और रेडियोधर्मी), जल तालिका डेटा, एआई और एमएल उपकरण और सांख्यिकीय मॉडलिंग का लाभ उठाते हैं, तथा क्षेत्रीय जलविज्ञान और संधारणीय  जल संसाधन प्रबंधन में अंतर्दृष्टि प्रदान करते हैं।

जलीय भू-रसायन विज्ञान 

ठोस पृथ्वी से निकलने वाला प्राकृतिक जल (नदियाँ, भूजल, झीलें) पृथ्वी पर जीवन को सहायता देने और बनाए रखने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। ये पार्थिव जलीय प्रणालियाँ जलवायु को विनियमित करने, प्रमुख एवं सूक्ष्म तत्व चक्रण, जैव विविधता को सहारा देने तथा जल को एक संसाधन के रूप में उपलब्ध कराने में महत्वपूर्ण हैं। जलीय भू-रसायन विज्ञान के अंतर्गत हमारा शोध प्राकृतिक जल के रसायन विज्ञान को समझने पर केंद्रित है ताकि जल-चट्टान की परस्पर क्रिया, नदी और भूजल की गतिशीलता और मानव/मानवजनित प्रभाव का आकलन किया जा सके। इन प्रक्रियाओं का आकलन करने के लिए नवीन भू-रासायनिक और समस्थानिक उपकरणों का उपयोग किया जाता है।

समुद्र विज्ञान और पुरासमुद्र विज्ञान

महासागर परिसंचरण वैश्विक जलवायु को विनियमित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। हमारा शोध समय और स्थान दोनों में महासागर परिसंचरण में परिवर्तनशीलता और जलवायु प्रणाली के साथ उनकी अंतःक्रियाओं की जांच करने पर केंद्रित है। प्राकृतिक अभिलेखों में संरक्षित संकेतों का विश्लेषण करके, हमारा लक्ष्य अतीत के समुद्र विज्ञान और जलवायु गतिशीलता का पुनर्निर्माण करना है, तथा इन प्रणालियों को नियंत्रित करने वाले कारकों की गहन समझ प्राप्त करना है। हमारा अनुसंधान दशकों से लेकर लाखों वर्षों तक के समय के स्केल पर किया जाता है, ताकि पृथ्वी की भावी जलवायु और समुद्र विज्ञान संबंधी विकास के बारे में पूर्वानुमानों को बढ़ाया जा सके।

जैव-भू-रसायन विज्ञान 

हमारा शोध इस विषय पर केंद्रित है कि समुद्री और पार्थिव जीव वैश्विक परिवर्तन पर किस प्रकार प्रतिक्रिया करते हैं, तथा पारिस्थितिकी तंत्र की कार्यप्रणाली पर उनके प्रभाव और जैव-भू-रासायनिक चक्रों पर होने वाले परिणामों की जांच करते हैं। हमारा लक्ष्य है: (1) तात्विक स्तर पर प्रमुख जैविक प्रक्रियाओं और उनके वैश्विक प्रभाव की क्रियाविधिक  समझ विकसित करना, (2) समुदाय की गतिशीलता और पारिस्थितिकी तंत्र संरचनाओं पर जीवों की प्रतिक्रिया के प्रभाव, पोषी अन्योन्यक्रिया और खाद्य जाल कार्यकुशलताओं के गठन को समझना, (3) जांच करना कि पारिस्थितिकी तंत्र की संरचना और कार्य में बदलाव जैव-रासायनिक चक्रण को कैसे प्रभावित करते हैं, (4) पार्थिव जलीय प्रणालियों पर मानवजनित संशोधनों के प्रभाव को समझना, और (5) अतीत और वर्तमान महासागरों में ट्रेस तत्वों और समस्थानिकों के वितरण का अध्ययन करना।

एरोसोल रसायन विज्ञान

इस शोध का मुख्य ध्येय यह समझना है कि स्रोत और प्रक्रियाएं भारत के विभिन्न क्षेत्रों और आसपास के महासागरों में परिवेशी एरोसोल सांद्रता, संरचना और विशेषताओं को कैसे प्रभावित करती हैं, और एरोसोल का वायुमंडलीय प्रसंस्करण वायुमंडलीय रसायन विज्ञान, वायु गुणवत्ता, मानव स्वास्थ्य, जलीय पारिस्थितिकी तंत्र और जलवायु परिवर्तन पर उनके प्रभावों को कैसे प्रभावित करता है। अत्याधुनिक विश्लेषणात्मक तकनीकों के माध्यम से मापी गई एरोसोल की रासायनिक और समस्थानिक संरचना को अनुसंधान उद्देश्यों को प्राप्त करने के लिए उपकरण के रूप में उपयोग किया जाता है।

  सुविधाएँ

• एक्सेलेरेटर मास स्पेक्ट्रोमीटर (एएमएस) 
• फेमटोसेकंड लेजर से सुसज्जित मल्टी-कलेक्टर इंडक्टिवली कपल्ड प्लाज्मा मास स्पेक्ट्रोमीटर  
• क्वाड्रुपोल इंडक्टिवली कपल्ड प्लाज्मा मास स्पेक्ट्रोमीटर 
• लेजर एब्लेशन से सुसज्जित हाई-रिज़ॉल्यूशन इंडक्टिवली कपल्ड प्लाज्मा मास स्पेक्ट्रोमेट्री (एचआर-आईसीपी-एमएस)
• तापीय आयनीकरण द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमीटर 
• समस्थानिक अनुपात द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमीटर 
• गैस क्रोमैटोग्राफी- द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमीटर
• थर्मोल्यूमिनेसेंस (टीएल) और ऑप्टिकली स्टिम्युलेटेड ल्यूमिनेसेंस (ओएसएल) डेटिंग सिस्टम
• आयन क्रोमैटोग्राफ
• अल्फा, बीटा और गामा संसूचक
• लिक्विड सिंटिलेशन काउंटर (एलएससी) 
• इंडक्टिवली कपल्ड प्लाज्मा-एटॉमिक एमिशन स्पेक्ट्रोमीटर
• CN -विश्लेषक 
• थर्मो-ऑप्टिकल (ईसी-ओसी/EC-OC) विश्लेषक 
• कण-से-तरल नमूना (पिल्स/PILS) 
• आयन क्रोमैटोग्राफी से जुड़ा परिवेशीय आयन मॉनिटर (AIM-IC) 
• लिक्विड वेवगाइड केशिका सेल 
• परमाणु अवशोषण स्पेक्ट्रोफोटोमीटर
• कुल जैविक कार्बन (TOC) विश्लेषक
• उच्च रिज़ॉल्यूशन - उड़ान समय - एरोसोल मास स्पेक्ट्रोमीटर (एचआर-टीओएफ-एएमएस) 
• एथैलोमीटर
• स्कैनिंग मोबिलिटी पार्टिकल साइज़र (एसएमपीएस) 
• कण आकार विश्लेषक और छलनी शेकर 
• चुंबकीय पृथकित्र 

 उपलब्ध पीएच.डी. कार्यक्रमों की एक झलक

• समय के साथ पृथ्वी का रासायनिक और समस्थानिक विकास, समस्थानिक भू-रसायन और ब्रह्मांड रसायन 
• समुद्री और पार्थिव पर्यावरण में नाइट्रोजन और कार्बन चक्रण
• भारत के जल की समस्थानिक फिंगरप्रिंटिंग
• समुद्री और पार्थिव प्रॉक्सी का उपयोग करके पुराजलवायु अध्ययन
• समुद्री भू-रसायन विज्ञान
• वर्तमान और अतीत में महासागर परिसंचरण 
• गहरे समय में महासागरीय रेडॉक्स गतिशीलता 
• रासायनिक अपक्षय और जलवायु 
• विभिन्न समय स्केल पर पुरावर्षा और मरुस्थलीकरण
• भारत में विभिन्न भू-आकृतियों का स्थानिक और लौकिक विकास
• ग्लेशियल और पैराग्लेशियल भूभाग प्रतिक्रिया (हिमालय) 
• होलोसीन में मानव-जलवायु-भू-आकृति संबंध 
• भारत के प्रोटेरोज़ोइक तलछटी बेसिनों का विकास 
• अन्तःग्रसन (सबडक्शन) क्षेत्र ज्वालामुखी
• एरोसोल रसायन विज्ञान और लक्षण वर्णन 
• जैव-रासायनिक दृष्टि से महत्वपूर्ण प्रजातियों का वायुमंडलीय निक्षेपण प्रवाह 
• पर्यावरणीय माइक्रोप्लास्टिक का भविष्य