विज्ञान / तंत्रज्ञान

दिनांक ३१ ऑक्टोबर २०१८ रोजी कडाडलेल्या या विजेची, आकाशातली लांबी सुमारे ७०९ किलोमीटर इतकी प्रचंड होती. ही वीज दक्षिण ब्राझिलच्या पूर्वेकडील अटलांटिक महासागराच्या किनाऱ्यापासून ते पश्चिमेकडील अर्जेंटिनाच्या सीमेपर्यंत पसरली होती. जागतिक हवामान संघटनेनं केलेल्या एका विश्लेषणात या महाविजेचं अस्तित्व स्पष्ट झालं.

आपल्या सूर्याचं जवळपास निम्मं आयुष्य संपलं आहे. सुमारे पाच अब्ज वर्षांनंतर सूर्य मृत्यू पावणार आहे. त्याचा परिणाम आपल्या ग्रहमालेवर अर्थातच होणार आहे. त्यातही सूर्याच्या जवळ असणाऱ्या ग्रहांचं अस्तित्व संपुष्टात येणार आहे. हे कसं घडून येणार आहे, याची कल्पना देणारी एक घटना संशोधकांनी नुकतीच टिपली आहे.

हिरा हे आपल्याला सुपरिचित असलेलं रत्न आहे. हिरा म्हणजे प्रत्यक्षात स्फटिकाच्या स्वरूपातला कार्बन. योग्य अशा उच्च तापमानाची आणि उच्च दाबाची परिस्थिती निर्माण झाली, की कार्बनचं हिऱ्यात रूपांतर व्हायला लागलं. अशी परिस्थिती पृथ्वीच्या कवचाखालील भागात अस्तित्वात असते. त्यामुळे पृथ्वीच्या या अंतर्भागातील कार्बनचं रूपांतर हिऱ्यांत होऊ शकतं.

अंटार्क्टिका खंडावरच्या जमिनीचा मोठा भाग बर्फानं व्यापला आहे. या बर्फाच्या थराखाली पाण्याचे अनेक ‘तलाव’ अस्तित्वात असल्याचं, यापूर्वीच्या संशोधनातून दिसून आलं आहे. हे तलाव बर्फाच्या तळाशी, पृष्ठभागापासून दोन ते चार किलोमीटर खोलीवर वसले आहेत. यातले काही तलाव एकमेकांना जोडले आहेत.

दिएगो सालाझार आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी अभ्यासलेल्या, इथल्या सुमारे तेहतीस हजार सागरी सजीवांच्या अवशेषांत, शैवाल, मासे, मृदुकाय प्राणी, कणाधारी (पृष्ठवंशी) प्राणी, तसंच कणा नसलेले (अपृष्ठवंशी) प्राणी, अशा अनेक प्रकारच्या सजीवांचा समावेश होता. यांतील अनेक प्राणी हे खोल पाण्यात राहणारे सागरी जीव आहेत. या सागरी प्राण्यांच्या अवशेषांबरोबरच, या संशोधकांना इथे विविध प्रकारची सागरी वाळू आणि सागरी दगड-गोटे सापडले. इथे सापडलेल्या, काही ठिकाणच्या अवशेषांत मानवी हाडांचा, कोळशाच्या तुकड्यांचाही समावेश होता. माणसांनी दगडांपासून उभारलेल्या भिंतींचे अवशेषही इथे सापडले. या अवशेषांतील दगड हे ज्या प्रकारे कलंडले होते, त्यावरून या भिंती समुद्राकडून आलेल्या शक्तिशाली लाटेमुळे पडल्या असल्याचं दिसून येत होतं. या सर्व पुराव्यांवरून या सागरी प्रदेशावर त्सुनामीचं आक्रमण झालं असल्याचं स्पष्ट झालं.

या विविध पत्रांतील मजकूर तसंच पत्रांचं स्वरूप, पत्रांच्या घड्यांची पद्धत, या सर्वच गोष्टी इतिहासकारांच्या दृष्टीनं महत्त्वाच्या आहेत. कारण हा सतराव्या शतकातला काळ युरोपातला अस्थिरतेचा काळ होता. या पत्रांतून त्याकाळच्या परिस्थितीवर प्रकाश टाकला जाणार आहे.

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

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.

भौतिकशास्त्रातलं ‘स्टँडर्ड मॉडेल’ हे प्रारूप विश्वातील मूलभूत कणांतील आंतरक्रियांचा वेध घेतं. या आंतरक्रियांत तीन प्रकारच्या बलांचा सहभाग असतो. ही तीन बलं म्हणजे तीव्र केंद्रकीय बल, क्षीण केंद्रकीय बल आणि विद्युतचुंबकीय बल. मूलभूत कणांपैकी, क्वार्क या मूलभूत कणापासून बनलेल्या विविध कणांना ‘हॅड्रॉन’ संबोधलं जातं. हे कण वजनदार आहेत. आपल्याला परिचित असणारे प्रोटॉन, न्यूट्रॉन हे कण या हॅड्रोन गटातच येतात.