आधी कवच, मग उत्क्रांती!

डॉ. श्रीकांत कार्लेकर
मंगळवार, 21 मार्च 2017

पृथ्वीवर असलेले कवच - भूकवच - हे पृथ्वीच्या जन्मानंतर एक कठीण आवरण म्हणून सगळ्यात आधी निर्माण झाले आणि त्यानंतर लक्षावधी वर्षे उलटून गेल्यावर भू-तबकांची निर्मिती झाली. 

आतापर्यंत असा समज होता, की पृथ्वीच्या जन्मानंतर तयार झालेल्या कवचात भू-तबकांची रचना अंतर्भूत होती व या तबकांच्या हालचालीनुसार भू-कवचामध्ये वेगवेगळे बदल होत गेले. ता. २७ फेब्रुवारी २०१७  च्या ‘नेचर’ या जगप्रसिद्ध वैज्ञानिक नियतकालिकात प्रसिद्ध झालेल्या एका संशोधनानुसार, पृथ्वीवर असलेले कवच- भूकवच - हे पृथ्वीच्या जन्मानंतर एक कठीण आवरण म्हणून सगळ्यात आधी निर्माण झाले आणि त्यानंतर लक्षावधी वर्षे उलटून गेल्यावर भू-तबकांची (Tectonic Plates) निर्मिती झाली! भू-कवच हे एकसंध कठीण आवरण या स्वरूपात कधीच निर्माण झाले नव्हते. मेरीलॅंड विद्यापीठाचे भूशास्त्रज्ञ मायकेल ब्राऊन यांच्या या नवीन संशोधनानुसार, पृथ्वीच्या जन्मानंतर दहा कोटी वर्षांनंतर तयार झालेले भूकवच एकसंध, कठीण कवच होते. त्यानंतर काही लाख वर्षांनी त्यावर वलीकरण (folding) झाले आणि कवचाला भेगाही पडल्या. त्यातूनच भू-तबके निर्माण झाली आणि त्यांच्या हालचाली सुरू झाल्या. या प्रारंभिक कठीण आवरणातूनच अनेक क्रिया-प्रक्रिया घडून भूखंडांची निर्मिती झाली असावी. त्यानंतर खूप उशिरा भू-तबक निर्मिती होऊन पृथ्वीवर भूकंप, ज्वालामुखी या घटना घडायला सुरवात झाली असावी. या निमित्ताने हे लक्षात घेणे उचित ठरेल, की आज नोंद झालेला पृथ्वीवरचा सर्वप्रथम ज्वालामुखी उद्रेक साडेतेरा कोटी वर्ष जुना आहे. या संशोधनाचा असाही अर्थ होऊ शकतो, की भू- तबक विवर्तनी (Plate Tectonics ) म्हणजे भू-तबकांची हालचाल ही पृथ्वीवरची अगदी अलीकडची घटना आहे. हे संशोधन अनेक दृष्टींनी क्रांतिकारी असून, त्यात भूशास्त्राच्या पुस्तकांचे पुनर्लेखन करण्याची वेळ आल्याचे संकेत असल्याचे संशोधनकर्त्यांना वाटते आहे!

पृथ्वीचे भू-कवच हे सियाल व सीमा या दोन उपथरांनी बनले असून, त्याखाली असलेल्या प्रावरणासकट असलेल्या या पृथ्वीच्या भागास शिलावरण असे म्हटले जाते. पृथ्वीच्या एकूण घनफळाच्या केवळ एक टक्का एवढेच घनफळ भू-कवचाने व्यापले आहे. पृथ्वीच्या जन्मानंतर तयार झालेले हे कवच त्याच्या प्रारंभिक अवस्थेत खूपच पातळ होते. नंतरच्या काळात ते जाड होत गेले. भू-कवचाचे तापमान खोलीनुसार २०० अंशांपासून ४०० अंश सेल्सिअसपर्यंत वाढताना आढळून येते. भू-कवचाचे सामान्यपणे भूखंडीय कवच आणि सागरी कवच असे दोन प्रकार ओळखले जातात. भूखंडीय कवच ३० ते ५० कि.मी. जाडीचे असून, त्यात प्रामुख्याने ग्रॅनाइट खडकांचे आधिक्‍य असते. सागरी कवच केवळ पाच ते दहा कि.मी. जाडीचे असून, ते बेसाल्ट खडकाने बनलेले असते. दोन्ही प्रकारांतील खडकांच्या घनतेनुसार त्यांचे तरंगत्व ठरते. भूखंडीय कवचाच्या कमी घनतेमुळे व जास्त जाडीमुळे त्याची उंची जशी जास्त तशी खोलीही जास्त असते. भूखंडीय कवचात, ठराविक खोलीनंतर सागरी कवचाचे गुणधर्म आढळू लागतात. ज्या खोलीवर हे गुणधर्मातील बदल आढळू लागतात, त्या खोलीवरील भागास कॉनरॅडची विलगता असे म्हटले जाते. खंडीय कवचाच्या तुलनेत सागरी कवच २० कोटी वर्षेच जुने असल्याचे दिसून येते. सागरी कवचाची निर्मिती, खंडीय कवचाच्या निर्मितीनंतर, भू-तबक सिद्धांतानुसार सागर मध्य पर्वतरांगातून  झाली. पृथ्वीवरचे भूखंडीय कवच सरासरी दोन अब्ज वर्षे जुने असून, सगळ्यात जुन्या भूखंडीय कवचाचे अवशेष पश्‍चिम ऑस्ट्रेलियात टेरीन प्रांतात सापडतात. इथे आढळणारे खंडीय कवच ३.७ ते ४.३ अब्ज वर्षे पुरातन आहे.   

भूगर्भात सोळाशे अंश सेल्शिअसपेक्षा जास्त तापमान असून उष्णता सतत उत्सर्जित होत असते. त्यामुळे कवच निर्मितीनंतर भूखंड आणि सागरतळ कवच असे भाग तयार होऊन भू-कवच त्रुटित आणि खंडित झाले. काही काळानंतर त्यांची तबके बनली. गेल्या चार अब्ज वर्षांपासून त्यांची हालचाल सुरू असल्याची पूर्वीची कल्पनाही या नवीन संशोधनानंतर बदलावी लागणार आहे. तबकांची हालचाल नेमक्‍या कोणत्या बलामुळे होते, याचा शोध घेत असताना असे लक्षात आले, की पृथ्वीच्या अंतरंगात कवचाखाली असलेल्या प्रावरण विभागाच्या तळभागातून म्हणजे २९०० कि.मी. खोलीपासूनच खडकांचे तापमान वाढू लागते आणि त्यामुळे त्याचे तरंगत्व वाढते व परिणामी तबकांची हालचाल सुकर होते. 

पृथ्वीवर पहिले भूखंड ज्या पर्यावरणात तयार झाले व स्थिर झाले त्याबद्दल अनेक मतप्रवाह आहेत. आज अस्तित्वात असलेले प्राचीन खडक चार ते २.५ अब्ज वर्षांपूर्वीचे असून, ते बेसाल्टच्या अर्ध विलयनाने तयार झाले असावेत असे मानले जाते. मायकेल ब्राऊन यांना पश्‍चिम ऑस्ट्रेलियात टेरीन प्रांतात ३५ कि.मी.पेक्षा जास्त जाडीच्या व ३.५ अब्ज वर्षे जुन्या बेसाल्ट शिलाप्रदेशात जे अवशिष्ट खडकांचे नमुने सापडले त्यांची निर्मिती ही कवचातील उच्च भू-औष्णिक कल लक्षात घेऊनच नेमकेपणाने सांगता येते. सध्याच्या तबक सिद्धांताने त्याची उकल होत नाही. त्यामुळे आधी कवचनिर्मिती आणि नंतर तबके व आनुषंगिक भूकंप आणि ज्वालामुखी उद्रेक अशा भूकवच उत्क्रांतीच्या नवीन संकल्पनेची त्यांनी मांडणी केली आहे.