पृथ्वीच्या जन्माची कहाणी आपण मागच्या लेखात पाहिली. तो काळ होता साधारण ४.५ अब्ज वर्षांपूर्वीचा! द्रव-घन पदार्थांच्या मिश्रणाने तयार झालेला, अतितप्त, सुनिश्चित रचना नसलेला एक ग्रह ते आजची स्तरांची रचना असलेली, जैवविविधतेने नटलेली ‘आपली’ पृथ्वी हे बदल काही अचानक घडले नाहीत. त्यामागे निश्चितच बरीच गुंतागुंतीची कारणं आहेत. वेगवेगळ्या भौतिक, रासायनिक, जैविक घटकांचे परस्परसंबंध आल्यामुळे घडत गेलेल्या रासायनिक क्रिया आहेत. हे सगळं थेट भूभौतिकशास्त्राशी निगडित नसलं तरी ‘पृथ्वीच्या उत्क्रांतीची’ ही संपूर्ण प्रक्रिया समजून घेणं गरजेचं आहे.

ह्या आणि पुढच्या भागात आपण पृथ्वीची उत्क्रांती प्रक्रिया टप्प्याटप्प्याने उलगडणार आहोत.त्यासाठी पृथ्वीच्या जन्मावेळची स्थिती नेमकी कशी होती ते आपण मागच्या लेखात पाहिलं.

आपण अजूनतरी इथेच आपल्या ग्रहावर असल्यामुळे सध्याची पृथ्वीची स्थिती आपल्याला माहिती आहेच परंतु त्याचा सोप्या शास्त्रीय दृष्टिकोनातून आढावा घेऊया.

आपली पृथ्वी मुख्यत्वे चार मुख्य आवरणांनी आच्छादलेली आहे. वातावरण, जलावरण, जीवावरण आणि शिलावरण.

वातावरण: पृथ्वीला आच्छादून असलेलं, वेगवेगळ्या वायूंच्या मिश्रणाने तयार झालेलं ते वातावरण.

जलावरण : पृथ्वीच्या पृष्ठभाग व्यापून असलेलं, जमिनीखालचं आणि हवेतलं अश्या सगळ्या रुपातलं पाण्याचं आवरण म्हणजेच जलावरण. त्यात महासागर, समुद्र, खाऱ्या तसेच गोड्या पाण्याची सरोवरे, नद्या, इतकेच नव्हे तर गोठलेल्या स्वरूपातील पाणी (हिमनद्या, आर्क्टिक, अंटार्क्टिक, पर्वतरांगांवरचं हिम) (cryosphere : हिमावरण), हवेतलं बाष्प ह्या सगळ्याचा अंतर्भाव होतो.

जीवावरण : आपल्या ग्रहाचं वेगळेपण अर्थातच वेगवेगळ्या ठिकाणी, विविध स्वरूपात, तापमानात सापडणारी सजीवसृष्टी. मग त्यात महासागरांच्या तळाशी खोलवर राहणाऱ्या जलचरांपासून ते अगदी वातावरणातल्या सर्वाधिक उंचीवरच्या थरात आढळणारे जीवाणू-विषाणू अश्या सगळ्या एकपेशीय जीवापासून ते महाकाय अश्या अनेकपेशीय वनस्पती- प्राण्यांचा समावेश होतो. ह्यातलीच एक ‘आपली’ शाखा म्हणजे ‘Anthrosphere’ अर्थात मानवावरण.

शिलावरण : हा आपल्या अभ्यासाचा विषय म्हणजेच पृथ्वीचा खडक, मातीने तयार झालेला दृश्य- स्वरूपातला पृष्ठभाग (डोंगर, दऱ्या, सपाट जमीन, बेटं इत्यादी), महासागराखालची जमीन, त्यातले धातू-खनिजांचे प्रचंड साठे, त्याखालचा प्रावरण/ मध्यकवचाचा भाग आणि अत्यंत तप्त असं प्रवाही पदार्थांचं मिश्रण असलेलं बाह्य केंद्रक आणि अतिदाबामुळे स्थायुरूपात असलेलं आतलं केंद्रक म्हणजेच पृथ्वीचा गाभा!

ह्या वेगवेगळ्या प्रणालींचे परस्परांशी फारच घनिष्ट संबंध आहेत. एखाद्या आवरणातल्या छोट्याश्या बदलाचे इतर सगळ्याच आवरणांवर दूरगामी परिणाम होऊ शकतात. भूगर्भशास्त्राशी संबंधित माहिती आपण जाणून घेत आहोत म्हणून त्यासंबंधीच्या नुकत्याच घडलेल्या दोन घटना आपण उदाहरण म्हणून पाहू.

2004 Indian Ocean earthquake and tsunami :
२००४ मध्ये इंडोनेशियाजवळ घडलेली ही घटना आपल्याला सगळ्यांना माहितीची.सुमारे ३० मी खोलीवर, हिंदी महासागराच्या तळाखाली तब्बल ९.१ - ९.३ magnitude^१ चा भूकंप झाला. ही खरंतर शिलावरणाशी संबंधित घटना. परंतु त्यातून झालेल्या प्रचंड ऊर्जा उत्सर्जनामुळे हिंदी महासागरात त्सुनामी (महाकाय उंचीच्या लाटा) निर्माण झाली. त्याचे जीवावरणावरचे दृश्यस्वरूपातले भयावह परिणाम आपण सगळ्यांनीच पहिले! अंदमान द्वीपसमूहातील बेटांच्या उंचीत फरक पडला. समुद्राच्या पाण्यात असल्यामुळे माहिती नसलेली कित्येक प्रवाळ बेटं समुद्र पातळीच्या वर आल्यामुळे नष्ट झाली. भूजलाच्या प्रवाहांमध्ये झालेल्या बदलांचे दुष्परिणाम अदृश्य असल्यामुळे ते समजण्यात काही वर्ष गेली. ह्या संपूर्ण घटनेचा सविस्तर आढावा आपण नंतर घेऊच.

The 2010 eruptions of Eyjafjallajökull :
अर्थात २०१०मध्ये आईसलँडमध्ये झालेले ज्वालामुखी उद्रेक.
युरोपातल्या हवाई वाहतुकीचे तीन तेरा वाजवणाऱ्या ह्या ज्वालामुखीचा उद्रेक ही भूगर्भाशी संबंधित घटना पण त्यातून झालेल्या प्रचंड वायू आणि धूलिकण उत्सर्जनाचे दृश्य-अदृश्य परिणाम केव्हढे वातावरणीय बदल घडवून गेले!

त्यामुळेच ह्या वेगवेगळ्या आवरणांचं स्वरूप जरी वेगवेगळं असलं तरीही त्या संबंधांचं एक जाळं विणलं गेलंय. त्यातला एकजरी धागा ओढला गेला तरी इतर प्रणालींवर त्याचे परिणाम मोठ्या प्रमाणावर होताना आपल्याला पाहायला मिळतात.

आपल्यादृष्टीने जीवावरण आणि त्यातही मानवावरण महत्वाचं असलं तरीही त्यात मोठे बदल घडवण्याची क्षमता ह्या इतर आवरणातील छोट्या छोट्या घटनांमध्ये आहे त्यामुळेच त्याकडे कानाडोळा करणं आपल्या भवितव्याच्या दृष्टीने फार धोक्याचं ठरेल. अर्थातच ह्यापूर्वी पृथ्वीच्या इतिहासात अश्या संपूर्ण ग्रहावर परिणाम होईल, होत्याचं नव्हतं होईल अश्या घटना घडल्या आहेत का? नक्कीच! एकदाच नाही तर अनेकदा! म्हणूनच आता आपण पृथ्वीच्या उत्क्रांतीच्या रंजक इतिहासाकडे वळूया.

आता हा इतिहास सांगायचा म्हणजे त्यासाठी प्रत्येक विधानाला पुरावे पाहिजेतच. पृथ्वीचा इतिहास हा तब्बल ४.५ अब्ज वर्षांचा! त्यासाठी लागणारे पुरावे हे शोधणं कठीण असलं आणि ते थेट उपलब्ध नसले तरी वेळोवेळी आपल्या पृथ्वीवर सापडलेली खनिजद्रव्यं, दगड, जीवाष्म, त्यांचा अभ्यास, खगोलीय वस्तूंची निरीक्षणं, तिथे आढळणारी मूलद्रव्य, संयुगं आणि तर्कशास्त्राच्या आधारे बऱ्यापैकी सुसंगत पद्धतीने हे उत्क्रांतीचं कोडं सोडवलं आहे. त्यातल्या अस्पष्ट बाबींसंबंधी संशोधन अजूनही चालू असल्यामुळे त्याला खऱ्या अर्थाने परिपूर्ण म्हणता येणार नाही. पण हेही नसे थोडके!

पृथ्वीच्या जन्मापासूनच हा कालावधी प्रचंड असल्यामुळेच भौगोलिक कालमापनानुसार ह्या कालखंडाचं वर्गीकरण वेगवेगळ्या काळांमध्ये केलं गेलंय. त्याचा पाया हा मुख्यत्त्वे ‘भूपृष्ठावरील आवराणातल्या वेगवेगळ्या थरांचा अभ्यास’ हा आहे. मात्र ह्यात खूपच jargon आणि nomenclature असल्यामुळे आपण तिकडे तात्पुरतं दुर्लक्ष करूया.

पण मग ह्याला दुसरा काही सोपा पर्याय? अर्थातच! आपण चक्क एक चित्रपट बघणार आहोत! मात्र २४ तासांचा! पृथ्वीच्या जन्माचा क्षण म्हणजेच मध्यरात्रीचे १२ वाजले असं समजून दिवसाचा शेवट म्हणजे कालचा दिवस असलेला हा रंजक चित्रपट 'पृथ्वीची उत्क्रांती'!
चला सुरुवात करूया...

0.00.00 Formation of Earth पृथ्वीचा जन्म

Upto 3am : Formation of moon and differentiation starts

पृथ्वीच्या जन्मानंतरच्या ३ byrs मध्येच मोठ्या टकरीतून चंद्राचा जन्म कसा झाला आणि मग पृथ्वीवर अंतर्गत उष्णता कशी वाढत गेली हे आपण पाहिलंच. त्यातूनच पुढचे तीन तास आपल्या ग्रहाची ‘स्तरांची’ रचना आकार घेत होती. हा कालावधी प्रत्यक्षात फार मोठा होता. वातावरणासारखं कवच नसल्यामुळे पृष्ठभाग प्रचंड उल्कावर्षावामुळे अक्षरश: शेकून निघत होता. अंतर्गत भागात मात्र मोठ्या प्रमाणावर हालचाल होत होती. मागे उल्लेखलेल्या ‘लोह घटनेची’ गती वाढली.

लोह आणि त्यासारखे जास्त घनतेची मूलद्रव्ये तापमानामुळे प्रवाही रूपात असल्यामुळे पृथ्वीच्या गाभ्याच्या दिशेने वाहू लागली आणि ऍल्युमिनिअम, सिलिकॉन, कार्बन ऑक्सिजन अशी हलकी मुलद्रव्ये बाहेरच्या बाजूला फेकली जात होती. त्यात मुख्यत्वे सिलिकेट्स मोठ्या प्रमाणात होते. ह्यालाच accretion प्रक्रिया म्हणतात. (अभिवृद्धी प्रक्रिया)

लोह आणि इतर मूलद्रव्ये गाभ्याकडे गेल्यामुळे त्यांची गुरुत्वाकर्षण स्थितिज ऊर्जा कमी झाली. हलकी मूलद्रव्ये प्रवाही रूपात असल्यामुळे अभिवृद्धी प्रक्रियेदरम्यान पृष्ठभागापर्यंत पोहोचली ह्यात ह्या पदार्थांच्या स्थितिज ऊर्जेमध्ये बदल घडून आल्यामुळे ऊर्जेचं उत्सर्जन झालं आणि ही ऊर्जा वातावरणाच्या अभावामुळे प्रारण-प्रक्रियेद्वारे (radiation) अवकाशात फेकली गेली. परिणामी पृथाभागाचं तापमान काहीसं कमी होऊन द्रवरूपातील हलक्या मूलद्रव्य-संयुगांनी, सिलिकेट्सनी पृष्ठभाग तयार झाला. ह्यालाच मॅग्माचा समुद्र म्हणतात.

पुढे जसजसा काळ गेला तसा पृथ्वीचा पृष्ठभाग थंड होऊ लागला. पृष्ठभागावर आलेल्या प्रवाही मूलद्रव्य आणि संयुगांचं स्थायुंमध्ये रूपांतर होऊ लागलं. त्यातूनच मॅग्माचा समुद्र घनरूप धारण करू लागला. त्यातूनच आजचं पृष्ठभागावरचं भूकवच अर्थात क्रस्ट (Crust) तयार झालं असावं.

ह्या काळात सुदैवाने पुरेसं गुरुत्वाकर्षण बल असल्यामुळे इतर निष्क्रिय वायूंप्रमाणे (inert मूलद्रव्य) बाष्परूपातलं पाणी मात्र अवकाशात फेकलं गेलं नाही आणि त्यामुळेच पुढे सजीव ह्या ग्रहावर अवतरणार होते!

गाभ्यात मात्र लोह आणि निकेल जमा होऊ लागलं होतं. पृष्ठभागावरच्या आणि गाभ्यांकडच्या प्रमाणातली प्रचंड तफावत आणि पृथ्वीचं परिवलन ह्यातूनच पृथ्वीचं स्वात:च चुंबकीय क्षेत्र तयार व्हायला सुरुवात झाली होती. मात्र प्रचंड अंतर्गत हालचालींमुळे त्याला आजचं निश्चितंस स्वरूप नव्हतं. गाभा, मध्यावरण आणि कवच अश्या एकमेकांपासून त्यातल्या मूलद्रव्य, संयुगं आणि तापमानामुळे वेगळ्या असलेल्या थरांच्या ह्या रचनेने अगदी आजच्यासारखं नाही परंतु बऱ्यापैकी सुनिश्चित असं रूप घेतलं होतं.
पहाटेचे ३ वाजले होते!

(क्रमश: )

तळटीपा
१. ही तीव्रता ‘रिश्टर स्केल’मध्ये नाही. ह्या स्केलला moment magnitude म्हणतात. अधिक माहिती पुढे येईलच.
२. १ Billion = १ अब्ज = १०^९

*Citation : Most cartoons & images from UES 201 Notes of Dr. Kusala R. (2013)