विज्ञान / तंत्रज्ञान

पृथ्वीच्या पृष्ठभागात सतत बदल होत असतात. पृष्ठभागाच्या हालचालीमुळे पृथ्वीवर नवे पर्वत निर्माण होत असतात. यातले काही पर्वत छोटे असतात, तर काही पर्वत प्रचंड असतात. ऑस्ट्रेलिआतील रिसर्च स्कूल ऑफ अर्थ सायन्सेस या संस्थेतील झियी झू आणि त्यांच्या इतर सहकाऱ्यांनी आपल्या संशोधनाद्वारे, पुरातन काळात निर्माण झालेल्या प्रचंड पर्वतांचा मागोवा घेण्याचा प्रयत्न केला. या मागोव्यातून त्यांना, पुरातन काळात पृथ्वीवर दोन महाकाय पर्वत अस्तित्वात असल्याचा शोध लागला. या पर्वतांची उंची किमान हिमालयाइतकी तर होतीच, परंतु त्यांची लांबी तर हिमालयाच्या तुलनेत खूपच मोठी होती. झियी झू आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांचं हे संशोधन अलीकडेच ‘अर्थ अँड प्लॅनेटरी सायन्स लेटर्स’ या शोधपत्रिकेत प्रसिद्ध झालं आहे.

पृथ्वीचं कवच हे वेगवेगळ्या तुकड्यांपासून – भूपट्टांपासून – तयार झालं आहे. या भूपट्टांची सतत हालचाल होत असते, या हालचालीदरम्यान हे भूपट्ट एकमेकांवर घासले जात असतात, काही वेळा ते एकमेकांना ढकलतही असतात. जेव्हा हे भूपट्ट एकमेकांना ढकलतात, तेव्हा तिथली जमीन उचलली जाते व पर्वताची निर्मिती होते. या पर्वतांचा पाया कित्येक किलोमीटर खोलपर्यंत पसरलेला असतो. पर्वताचा जन्म होताना, पर्वताच्या या जमिनीखालील भागात अतिप्रचंड दाब निर्माण झालेला असतो. या आत्यंतिक दाबाखालील परिस्थितीत काही विशिष्ट प्रकारची खनिजं निर्माण होतात. झिर्‌कॉन या सुपरिचित खनिजाचा एक थोडासा वेगळा प्रकारही या परिस्थितीत निर्माण होतो. सर्वसाधारण झिर्‌कॉनमध्ये, झिर्‌कोनिअम या मूलद्रव्याच्या मुख्य संयुगाव्यतिरिक्त इतरही अनेक मूलद्रव्यं सापडतात. यात लूटिशिअम हे एक दुर्मिळ मूलद्रव्य आढळतं. आत्यंतिक दाबाखाली तयार होणाऱ्या झिर्‌कॉनमध्ये मात्र, सर्वसाधारण झिर्‌कॉनच्या तुलनेत या लूटिशिअमचं प्रमाण घटलेलं असतं. हे विशिष्ट झिर्‌कॉन हिमालयासारख्या उत्तुंग पर्वताच्या निर्मितीच्या वेळी, पंचाहत्तर किलोमीटरपेक्षा अधिक खोलीवर निर्माण होतं.

पर्वताच्या निर्मितीच्या वेळी जेव्हा जमीन उचलली जाते, तेव्हा पृथ्वीच्या पोटातली, कित्येक किलोमीटर खोलीवर निर्माण होणारी खनिजं पृथ्वीच्या पृष्ठभागावर येतात. पर्वताची निर्मिती सुरू होऊ लागली की, त्याबरोबरच त्या पर्वताची वातावरणामुळे, पाऊसपाण्यामुळे धूपही होऊ लागते. परिणामी या पर्वतावरच्या मातीतली ही खनिजं सर्वत्र पसरतात. अनेक वेळा ही खनिजं नद्यांच्या पाण्याबरोबर इतरत्र वाहून नेली जातात. हिमालयासारख्या प्रचंड पर्वताच्या निर्मितीत, जमिनीखाली सुमारे पंचाहत्तर किलोमीटरपेक्षा अधिक खोलीवर तयार होणारं हे विशिष्ट झिर्‌कॉनसुद्धा काही प्रमाणात पृथ्वीच्या पृष्ठभागावर येतं. पृष्ठभागावर आढळणारं हे विशिष्ट खनिज, उत्तुंग पर्वतांच्या प्राचीन काळातल्या अस्तित्वाचा पुरावा ठरतं. झियी झू आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी आपल्या संशोधनासाठी याच विशिष्ट खनिजाची मदत घेतली आहे.

झियी झू आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी आपल्या संशोधनात, लूटिशिअम कमी असणाऱ्या झिर्‌कॉनच्या, सुमारे सात हजार नमुन्यांच्या रासायनिक विश्लेषणाचा अभ्यास केला. हे नमुने जगातल्या, आफ्रिका, आशिया, ऑस्ट्रेलिआ, युरोप, उत्तर अमेरिका, दक्षिण अमेरिका, अशा सर्व खंडांतले होते. या संशोधकांनी, प्रत्येक नमुना जिथे सापडला त्या ठिकाणाची, त्या नमुन्याच्या निर्मितीच्या काळाशी सांगड घातली. (खनिजातील विविध समस्थानिकांच्या प्रमाणावरून, खनिजाचं ‘वय’ कळू शकतं.) या विश्लेषणातून त्यांना दोन गोष्टी लक्षात आल्या. यांतील एक गोष्ट म्हणजे, या झिर्‌कॉनची निर्मिती मुख्यतः दोन विशिष्ट काळांत झाली होती. दुसरी गोष्ट म्हणजे, या विशिष्ट काळांत जगभरच्या अनेक खंडांत ही निर्मिती घडून आली होती. ही निर्मिती झालेल्या काळांपैकी एक काळ होता तो सुमारे दोन अब्ज वर्षांपूर्वीचा आणि दुसरा काळ होता तो सुमारे साठ कोटी वर्षांपूर्वीचा. दोन अब्ज वर्षांपूर्वी आणि साठ कोटी वर्षांपूर्वी पृथ्वीवर हिमालयाइतक्या वा त्यापेक्षा अधिक उंचीचे पर्वत निर्माण झाल्याचं, यावरून स्पष्ट होत होतं.

झियी झू आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांच्या संशोधनात आढळलेले, पर्वतांच्या अस्तित्वाचे हे दोन्ही काळ वैशिष्ट्यपूर्ण होते. कारण या दोन्ही काळांत पृथ्वीवरचे अनेक भूप्रदेश, महाखंडाच्या स्वरूपात एकमेकांना जोडलेले होते. यांतील सुमारे दोन अब्ज वर्षांपूर्वी अस्तित्वात असलेला महाखंड हा ‘नुना महाखंड’ म्हणून ओळखला जातो, तर सुमारे साठ कोटी वर्षांपूर्वी अस्तित्वात असलेला महाखंड हा ‘गोंडवना महाखंड’ म्हणून ओळखला जातो. म्हणजे हे उत्तुंग पर्वत वेगवेगळे नसून ते नुना महाखंडावर आणि गोंडवना महाखंडावर निर्माण झालेल्या उत्तुंग पर्वतरांगांचेच भाग होते. नुना आणि गोंडवना हे महाखंड ज्या भूपट्टांपासून तयार झाले होते, ते भूपट्ट एकमेकांना ढकलत असल्यानंच या पर्वतांची निर्मिती झाली असण्याची शक्यता होती. यांतील नुना महाखंडावरची पर्वतरांग ही आजच्या उत्तर अमेरिका, रशिया, चीन आणि भारत, या ठिकाणांवर पसरली होती. ज्यावेळी हे सर्व भाग एकत्र होते, तेव्हाची या पर्वतरांगांची एकत्रित लांबी सुमारे आठ हजार किलोमीटरपेक्षा अधिक असावी. गोंडवना महाखंडावरील पर्वतरांगेची लांबी हीसुद्धा सुमारे आठ हजार किलोमीटर इतकी होती, तर तिची रुंदी सुमारे एक हजार किलोमीटर इतकी प्रचंड होती. या दोन्ही पर्वतरांगांची लांबी हिमालयापेक्षा तिपटीहून अधिक भरते.

पर्वतांची निर्मिती ही जीवोत्पत्तीच्या दृष्टीनं महत्त्वाची असते. कारण पर्वतांच्या निर्मितीद्वारे, पृथ्वीच्या कवचातील अनेक खनिजं पृष्ठभागावर येतात व जीवसृष्टीच्या विकासाला मोठा हातभार लावतात. ही खनिजं पृष्ठभागावर मोठ्या प्रमाणावर फॉस्फरस, लोह, यांसारखी पोषक मूलद्रव्यं उपलब्ध करून देतात. तसंच पर्वतांची धूप ही वातावरणातील प्राणवायूमध्ये भर घालण्यासही कारणीभूत ठरते. पर्वत जितका मोठा, तितकं जीवसृष्टीच्या विकासातलं त्याचं योगदान मोठं. झियी झू आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी शोधलेल्या या दोन उत्तुंग आणि लांबलचक पर्वतांनीसुद्धा, मोठ्या प्रमाणात पोषक मूलद्रव्यं पुरवून पृथ्वीवरील जीवसृष्टीच्या उत्क्रांतीत महत्त्वाची भूमिका बजावली आहे. कारण या दोन पर्वतरांगांची निर्मिती झाली त्याच काळात, पृथ्वीवरील जीवसृष्टीत मोठे बदल झाले असल्याचं, पूर्वीच माहीत झालं आहे. दोन अब्ज वर्षांपूर्वी जेव्हा नुना महाखंडावरच्या पर्वताची निर्मिती झाली, त्याच काळात केंद्रकधारी पेशी असणाऱ्या सूक्ष्मजीवांच्या निर्मितीला मोठी चालना मिळाली; तसंच पन्नास-साठ कोटी वर्षांपूर्वी जेव्हा गोंडवना महाखंडावरील पर्वताची निर्मिती झाली, त्या काळात आजच्या जीवसृष्टीचे पूर्वज असणारे अनेक कणाधारी (पृष्ठवंशी) प्राणी अस्तित्वात आले.

झियी झू आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांच्या या संशोधनातून, पृथ्वीच्या सुमारे साडेचार अब्ज वर्षांच्या इतिहासात आणखी असे प्रचंड पर्वत निर्माण झाल्याचे मात्र दिसून येत नाही. सुमारे सव्वा अब्ज वर्षांपूर्वी म्हणजे नुना महाखंड आणि गोंडवना महाखंड निर्माण होण्यादरम्यानच्या काळात, ‘रोडिनिआ’ नावाचा एक महाखंड निर्माण झाला होता. हा महाखंड निर्माण होण्याच्या काळात लहान आकाराचे पर्वत निर्माण झाले असतीलही, परंतु हिमालयासारखे प्रचंड पर्वत निर्माण झाले नाहीत हे नक्की. त्यामुळे नुना आणि गोंडवना महाखंडांवरील पर्वतांची निर्मिती ही पृथ्वीच्या इतिहासातले महत्त्वाचे टप्पे ठरले आहेत. या टप्प्यांना फक्त भूशास्त्रीय महत्त्वच नव्हे तर, जीवशास्त्रीय महत्त्वही असल्यानं, झियी झू आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांचं हे संशोधन लक्षवेधी ठरलं आहे. आज हिमालय पर्वतही उत्क्रांत होत आहे, त्याची उंची वाढते आहे. काय सांगावं… आज उत्क्रांत होत असलेला हिमालय पर्वतही कालांतरानं नुना आणि गोंडवना महाखंडांवरील पर्वतांप्रमाणेच, पृथ्वीच्या जीवशास्त्रीय इतिहासातल्या एखाद्या मोठ्या बदलाला कारणीभूत ठरू शकतो!

चित्रवाणी:

-- डॉ. राजीव चिटणीस.

छायाचित्र सौजन्य: Q-lieb-in / Wikimedia, Robert M. Lavinsky

ग्रीनलँड हा पृथ्वीवरचा अतिउत्तरेकडचा प्रदेश आहे – उत्तर ध्रुवाजवळचा! या प्रदेशाचा उत्तरेकडचा भाग म्हणजे एक शीत मरुभूमी आहे. अत्यंत कोरडी आणि थंड हवा असणारा हा प्रदेश अगदी वैराण आहे. इथल्या जमिनीतलं पाणी हे सतत गोठलेल्या अवस्थेत असतं. इथल्या अतिप्राचीन काळातील वनस्पतींची आणि प्राण्यांची फारशी माहिती उपलब्ध नाही.

सजीवाच्या शरीराचं स्वरूप, हा प्राणी आजच्या जेलिफिशसारख्या, छत्रीसारखा आकार असणाऱ्या आणि शुंडक धारण करणाऱ्या सागरी प्राण्यांच्या, मेडूसोझोआ या प्रकारचा प्राणी असण्याची शक्यता दिसून आली आहे. याचा शोध लावणाऱ्या संशोधकांनी या सजीवाला ‘ऑरालुमिना अ‍ॅटेनबरोई’ हे जीवशास्त्रीय नाव दिलं आहे. या नावातील पहिला भाग असणारा ‘ऑरालुमिना’ हा लॅटिन शब्द म्हणजे पहाटेची मशाल. जीवसृष्टीच्या उत्क्रांतीच्या पहाटेच्या काळात अस्तित्वात आलेल्या, मशालीसारखा आकार असणाऱ्या या सजीवाला पूरक असं हे नाव आहे. या नावातला ‘अ‍ॅटेनबरोई’ हा दुसरा शब्द प्रख्यात निसर्गअभ्यासक डेव्हिड अ‍ॅटेनबरो यांच्या गौरवार्थ वापरला आहे.

पृथ्वीवरचं जीवन सूर्यप्रकाशावर आधारलेलं आहे. सूर्यप्रकाशाच्या मदतीनं वनस्पती अन्नाची निर्मिती करतात व या अन्नावर इतर सजीवांची गुजराण होते. अर्थात, जिथे थोडाही सूर्यप्रकाश पोचू शकत नाही, अशा पूर्ण काळोखी जागेत राहणारे सजीवही पृथ्वीवर अस्तित्वात आहेत. अशा ठिकाणी सजीवांची विविधता मर्यादित असणं, अपेक्षित असतं. मात्र हा तर्क चुकीचा ठरेल, असा एक शोध अलीकडेच लागला आहे.

टोंगा बेटांचा प्रदेश हा भूशास्त्रीयदृष्ट्या अत्यंत सक्रिय प्रदेश आहे. इथे पृथ्वीच्या कवचातील दोन भूपट्ट एकत्र आले आहेत व त्यातील एक भूपट्ट दुसऱ्या भूपट्टाच्या खाली सरकत आहे. अनेक ज्वालामुखींनी व्यापलेला, वारंवार भूकंप घडून येणारा, असा हा प्रदेश भूशास्त्रज्ञांकडून पूर्वीपासूनच अभ्यासला जात आहे.

चंद्रावर पाणी अस्तित्वात असल्याचं पूर्वीच माहीत झालं आहे. यातलं काही पाणी हे विविध खनिजांतील पाण्याच्या रेणूंच्या स्वरूपात अस्तित्वात आहे, तर काही पाणी हे बर्फाच्या स्वरूपात अस्तित्वात आहे. बर्फाच्या स्वरूपात अस्तित्वात असलेलं पाणी हे मुख्यतः, चंद्राच्या ध्रुवीय प्रदेशातील विवरांच्या तळाशी वसलेलं आहे. हे पाणी एकूण किती असावं याची निश्चित माहिती नसली तरी, बर्फाच्या स्वरूपात असलेलं हे पाणी कोट्यवधी टन असावं. चंद्रावरील विवरांच्या तळाशी जमा झालेलं हे पाणी मुख्यतः, धूमकेतू आणि अशनींच्या (लघुग्रह) माऱ्याद्वारे जमा झालं असावं. ध्रुव प्रदेशांजवळील विवरांत सूर्यकिरण अतिशय तिरके पडत असल्यामुळे, यांतील अनेक विवरांच्या तळाशी सूर्यप्रकाश पोचत नाही. त्यामुळे हे तळ पूर्ण वेळ अंधारात असतात व इथलं तापमान हे नेहमीच शून्याखाली दीडशे अंशांपेक्षा कमी असतं.

सिंफनी ही साधारणपणे चार भागांची बनलेली असते. हे चारही भाग जरी एकमेकांशी संबंधित असले, तरी या चारही भागांचं स्वरूप स्वतंत्र असतं; तसंच या प्रत्येक भागात हजारो स्वर असू शकतात.

सन १९८२ मधली घटना… तुर्कस्तानच्या दक्षिण भागात, उलुबुरून म्हणून ओळखला जाणारा, भूमध्य सागरात शिरलेला एक लांबट भूभाग आहे. सागरी स्पंजाचा शोध घेताना एका पाणबुड्याला, या उलुबुरूनच्या किनाऱ्यापासून सुमारे साठ मीटर अंतरावर, समुद्राच्या तळाशी पडलेलं एक जुनं जहाज दिसलं.

पृथ्वीचा असा खोलपर्यंत घट्ट झालेला हा जाड पृष्ठभाग म्हणजेच आजचं शंभर-दीडशे किलोमीटर जाडीचं पृथ्वीभोवतीचं घन स्वरूपातलं भूपृष्ठ! या भूपृष्ठाच्या निर्मितीच्या वेळी पृथ्वीचं वय होतं जवळजवळ एक अब्ज वर्षं. पृथ्वीवर खनिजांची निर्मिती होऊ लागली पृथ्वीच्या जन्मानंतर सुमारे दहा-पंधरा कोटी वर्षांनी; त्यानंतर आणखी सुमारे ऐंशी कोटी वर्षांनी पृष्ठभागाला आजचं स्वरूप प्राप्त झाल्याचं यावरून दिसून येतं.

वूली मॅमथ किंवा हत्तीसारख्या प्राण्यांच्या बाबतीत, त्यांचं वय जसं वाढत जातं, तसं त्यांच्या सुळ्यांत काळागणीक नवेनवे थर जमा होऊन सुळ्याची जाडी वाढत जाते. त्यामुळे या प्राण्यांच्या सुळ्यांतील या थरांची संख्या मोजून त्यांचं वय समजू शकतं.