रौद्रगर्भा वसुंधरा भाग २ : आपल्या पृथ्वीचा पृष्ठभाग

या आधीचे संबंधित लिखाण
रौद्रगर्भा वसुंधरा भाग 1

(मी १९८३ साली प्रथम जपानमध्ये ज्वालामुखी पाहिला. त्यानंतर इंडोनेशिया आणि न्यूझीलंड या अनेक ज्वालामुखी असलेल्या दोन्ही देशांतील बरेच तसेच अमेरिकेतील काही ज्वालामुखी -कांही कधीही उद्रेक पावतील असे वाटणारे, कांही नुसतेच धुमसणारे, काही सुप्त, काही मृत, काही तरुण, काही वृद्ध - पाहिले. इंडोनेशियातील बऱ्याच लांबलचक वास्तव्यामुळे २००४ साली अचे, सुमात्रा येथे -आणि इतरत्र देखील, पण कमी प्रमाणात - झालेल्या त्सुनामीचे परिणामही बऱ्याच जवळून पहाता, समजता आणि वाचता आले. या सगळ्यातून निर्माण झालेल्या कुतुहलामुळे या सगळ्याच आगळ्या सृष्टीबद्दल बरेच जे वाचले आणि माहिती मिळवली त्याचे सार या लेखमालेत आहे. इथून पुढील भागांत इंग्रजीतल्या बऱ्याच तांत्रिक संज्ञा इंग्रजीतूनच वापरल्या आहेत कारण त्यांच्याकरता योग्य मराठी संज्ञा शोधण्याकरता जो खटाटोप करायला लागला असता, तो केला असता तरी अशा संज्ञा रोजच्या वापरातील नसल्यामुळे अंमळ निर्बोध वाटल्या असत्या. या मालिकेद्वारे "ज्वालामुखी, भूकंप आणि त्सुनामी " या गहन विषयाचे शक्य तेव्हढ्या सोप्या भाषेत वर्णन करणे हा माझा मर्यादित उद्देश आहे. हे लिखाण भूगर्भ शास्त्राचे अधिकृत पुस्तक नाही आणि मी या शास्त्रातील तज्ञ असल्याचा माझा मुळीच दावा नाही.)

भूकंप, ज्वालामुखी, त्सुनामी या सगळ्यांना समजून घेण्याकरता पृथ्वीच्या अगदी बाहेरच्या स्तरापासून जमेल तेवढे आतवर -शक्य तर सर्व काळ, पण ते नच जमल्यास शक्य तितक्या नियमितपणे - डोकावून पाहणे आणि तेथील सर्व तऱ्हेच्या बदलांचा माग ठेवणे जरूर आहे. पुरातन काळापासून भूगर्भांत शिरण्याची जरूर अनेक कारणांनी - जसे भूगर्भातील पाणी वापरण्यासाठी किंवा खनिजांचे उत्खनन करण्यासाठी - भासत आली आहे. जगातील सर्वात खोल खाण भूगर्भांत सुमारे ४ कि. मी. इतकीच खोल गेलेली आहे आणि पृथ्वीचा व्यास १२,००० कि. मी. पेक्षाही जास्त आहे हे लक्षांत घेता, जमिनीत खोदून भूगर्भाचा अजमास घेणे किती तोकडे ठरू शकेल याचा अंदाज यावा. पृथ्वीचा पृष्ठभाग आणि भूगर्भ यातील विविधतेमुळे कुठल्याही पद्धतीने एकाच ठिकाणी घेतलेला भूगर्भाचा अजमास इतर ठिकाणांकरता वापरणे हे देखील अपुरेच ठरते.

त्यामुळे एखाद्या ठिकाणची जी काही माहिती गोळा केली जायची ती नियमितपणे गोळा केली जाणे आणि अशी सगळी माहितीजगभरातल्या अभ्यासकांना उपलब्ध असणे या दोन्हीचीही गरज होती. अशा तऱ्हेचा अभ्यास पृथ्वीभरच्या संघटित प्रयत्नांच्या रूपात दीड एक शतकापूर्वीच सुरू झाला. अशा अभ्यासाचे फलितही हळू हळू भूकंप, ज्वालामुखींचा उद्रेक आणि त्सुनामी अशा घटनांच्या बद्दलचे वाढते ज्ञान आणि त्यामुळे वाढत्या प्रमाणांत बरोबर ठरणारे अंदाज या स्वरूपांत दिसू लागले आहे. अर्थातच आणखीही जास्त खात्रीशीर अंदाज करता येण्यासाठी आणखी बऱ्याच तंत्रविकासाची देखील जरूर आहे.

आपण जर एखाद्या फळासारखी पृथ्वीची चकती काढू शकलो तर ती ढोबळ मानानें पुढील आकृती (आकृती २. १) प्रमाणे दिसेल.

सगळ्यांत जास्त माहितीचे असलेले पृथ्वीचे बाहेरचे कवच (crust) जरी कठीण असले तरी त्याची जाडी एखाद्या किलोमीटर पासून सुमारे ८० किलोमीटर एव्हढीच असते. समुद्राच्या तळाच्या खालील भूपृष्ठाची जाडी जमिनीच्या पृष्ठभागापेक्षा बरीच कमी असते. पृथ्वीचा व्यास सुमारे १२,६०० किलोमीटर हे लक्षात घेतल्यास ही जाडी किंवा पृथ्वीकवचाचे घनफळ एकूण जाडीच्या किंवा घनफळाच्या मानाने फारच थोडे म्हणावे लागेल.

जर आपण पृथ्वी हे सफरचंदासारखे एखादे फळ आहे अशी कल्पना केली तर पृथ्वीचे कवच (crust) हे सालीसारखे आणि mantle and core हे फळाच्या गरासारखे दोन आतील भाग असतील. पृथ्वीचे कवच मात्र फळाच्या सालीसारखे पूर्ण फळाभोवती साधारणतः सारख्याच जाडीचे आणि पोताचे नसून डोंगर दऱ्या, खारे किंवा गोडे पाणी, झाडे, गवताळ प्रदेश, वाळवंट अशा अनेकविध स्वरूपांत असते. बऱ्याच ठिकाणी त्या कवचाला खोलवर तडे गेलेले असतात आणि त्याचा कठीणपणादेखील सर्व पृथ्वीपृष्ठावर सारखा नसतो. आपण जरी पृथ्वीच्या बाह्यावरणाचा सामान्यतः "जमीन" किंवा "समुद्र" किंवा "नदी" असा उल्लेख करतो तरी हे वर्णन पृथ्वीच्या फक्त काही बाह्य भागाशीच संबंधित असते आणि त्यातही कमालीचे वैविध्य असते. किंबहुना पृथ्वीचे कवच एकसंध असण्याऐवजी पायचेंडूचे (football) कवच असते त्याप्रमाणे अनेक हलत्या तुकड्यांचे बनलेले आहे (ज्यांना tectonic plates असे म्हणतात). अति पातळपणा आणि अस्थिरपणा यामुळे पृथ्वीच्या कवचाची आतील उलथापालथीला तोंड देण्याची क्षमता देखील स्थलकालाप्रमाणे बदलते. पुढील आकृतीत (आकृती २. २) पृथ्वी कवचाच्या (crust) महत्वाच्या हलत्या तुकड्यांची (tectonic plates) सध्याची रचना ढोबळ मानाने दाखवली आहे.

फळाच्या सालीच्या आतील भाग - गर किंवा बिया - साधारणतः सगळ्याच अंतर्भागात सर्वत्र सारखेच असतात, पण पृथ्वीच्या कवचाच्या आतील भागांत (mantle & core) वेगवेगळ्या ठिकाणचे रासायनिक आणि भौगर्भिक गुणधर्म वेगवेगळ्या तऱ्हेचे असतात आणि पृथ्वीच्या अंतर्भागातले तपमान पृष्ठभागापासून वाढत केंद्रबिंदूपाशी ५,००० 0C पर्यंत पोचते . अशा अतिउष्ण भूगर्भातील वेगवेगवेगळ्या भागातील पाणी, द्रव आणि घन पदार्थ, खनिजे आणि रसायने यांच्यातील अनेक काळ सतत चालू असलेल्या भौतिक (जसे घर्षण) आणि रासायनिक प्रक्रियांमुळे भूगर्भातील अनेक प्रकारे तप्त घन आणि द्रव अनेक पातळ्यांवरून अनेक तऱ्हेने भूपृष्ठावर पोचण्याची (आणि तिथूनही स्थलांतरित होण्याची) प्रक्रिया सतत चालूच असते.

पायचेंडूंची "साल" एकसंध नसली तरी त्याच्या "सालीचे" सगळेच तुकडे सर्वत्र सारख्याच जाडीचे, एकाच भौतिक/रासायनिक गुणधर्माचे आणि एकमेकांना शिवून जोडलेले (म्हणजेच अचल) असतात. पृथ्वीच्या कवचाच्या बाबतीत मात्र असे नसून, पृथ्वीकवचाचे हे तुकडे वेगवेगळ्या आकाराचे/गुणधर्माचे तर असतातच पण त्यांना कुठल्याच तऱ्हेच्या "शिवणीने" जोडलेले नसते. तसेच एकमेकांना "भिडणारे " दोन तुकड्यांचे बाह्य पापुद्रे "जमीन" किंवा " पाणी" यांतील जसे असतील त्याप्रमाणे त्यांच्या एकमेकांच्या सापेक्ष हालचालींचे परिणाम आपण पुढे पहाणार आहोत.

पृथ्वीचा पृष्ठभाग जिथे "जमीन" या रूपात असतो तेथे crust बराच जाड असतो पण जिथे "पाणी" या स्वरूपात असतो,तेथे crust बराच पातळ असतो. अशा कमीजास्त जाडीच्या "सालीच्या" खाली असलेल्या पृथ्वीच्या अंतर्भागातले (mantle आणि core) तपमान पृष्ठभागापासून वाढत केंद्रबिंदूपाशी ५,००० 0C पर्यंत तर पोचतेच पण अशा अतिउष्ण भूगर्भातील पाणी, द्रव आणि घन पदार्थ, खनिजे आणि रसायने हा सगळा अनेकविध "माल" कढईतल्या ढवळल्या जाणाऱ्या तेलासारखा temperature gradient मुळे केंद्राकडून पृष्ठभागाकडे आणि परत केंद्राकडे अशा तऱ्हेच्या (उष्णतेतील फरकांमुळे तयार होणाऱ्या) प्रवाहानुसार फिरत राहतो.

पृथ्वीच्या पृष्ठभागापेक्षा अंतर्भागातल्या पदार्थांची घनता आणि तपमान जास्त असल्याने, हे प्रवाह जितक्या जोराने आणि विस्तृतपणे अंतर्भागातील ("mantle" आणि "core") पदार्थ पृष्ठभागावर आणत राहतात तितक्या प्रमाणांत या सगळ्या प्रक्रियेचे परिणाम पृष्ठभाग आणि अंतर्भाग यांतील समतोल बिघडण्यात होतो. भूकवचाचे (crust) हे हलते तुकडे (tectonic plates) भूगर्भात सतत चालू असणाऱ्या हालचालींमुळे, साधारणतः एकमेकांच्या विरुद्ध दिशेने हालचाल करतात आणि एकमेकांना "भिडतात". काही तुकडे मात्र एकमेकांच्या विरुद्ध दिशेने हालचाल करताना एकमेकांपासून दूर जातात किंवा एकमेकांना समांतर हालचाल करतात. परंतु त्यांची ही हालचाल मात्र वर्षभरात कांही सेंटीमीटर इतकी अति संथ असते. आणि तरीही मुख्यतः या संथ गतीच्या हालचालींचे संचित फलस्वरूप म्हणून ज्वालामुखींचे उद्रेक, भूकंप, त्सुनामी आणि तत्सम नैसर्गिक घटना घडतात - कारण एका हलत्या पृथ्वी कवच तुकड्याचे (tectonic plate) सरासरी वजन फक्त "40,678,242,000,000,000,000,000 kg" एवढे(च) असते !! आणखीही कल्पना येण्यासाठी - The Juan de Fuca Plate या सगळ्यांत लहान पृथ्वी कवच तुकड्याचे (tectonic plate) क्षेत्रफळ २५०,००० चौरस किलोमीटर्स म्हणजे पूर्ण महाराष्ट्र राज्याच्या साधारण ८२% आहे.

अर्थातच अशी अजस्र धुडे जेव्हा एकमेकांशी सलगी (किंवा साठमारी) करत असतात तेव्हा बरेच काही होऊ शकते - काय आणि कसे ते आपण यथाक्रम पाहणार आहोत.

(क्रमशः)

(Photo Credit - https://en.wikipedia.org)