पृथ्वीचे अंतरंग : ४. एकमेवाद्वितीय

पृथ्वीचे अंतरंग : ४. एकमेवाद्वितीय

आधीच्या दोन भागांमध्ये आपण ह्या ग्रहाच्या जन्मापासून सजीवांच्या उत्क्रांतीच्या इतिहासाचा थोडक्यात आढावा घेतला. त्यातून पडणारा साहजिक प्रश्न म्हणजे हे सारं योगायोगाने घडलं असावं का ? ह्यात अनुकूल घटनाक्रमाचा मोठा वाटा असला तरीही वैज्ञानिक दृष्टिकोनातून काही प्रश्नांची उत्तरं शोधण्याचा केलेला प्रयत्न.

आपण एकटेच ?

शेकडो प्रकाशवर्ष दूर असलेल्या एखाद्या सूर्यमालेत सापडलेल्या ग्रहांच्या शोधाची नासाने घोषणा केली किंवा आपल्याच सूर्यमालेतल्या कुठल्याश्या उपग्रहांवर पाण्याचा अंश सापडला अशी बातमी आली की लगेचच ह्या विश्वात इतरत्र जीवसृष्टी असेल का असे प्रश्न पुन्हा पुन्हा डोकं वर काढतात. त्याची समाधानकारक उत्तरं सध्यातरी नाहीत. आपल्याकडील जीवसृष्टी ही मुख्यत्त्वे पाण्यावर आणि सौर-उर्जेवर आधारित आहे. आपल्या जलाधारित जीवसृष्टीच्या निर्मितीमागची सर्वात महत्त्वाची घटना म्हणजेच पृष्ठभागावर तयार झालेले प्रचंड जलाशय! त्यामुळेच वेगवेगळ्या सेंद्रिय रेणूंच्या परस्परांशी झालेल्या रासायनिक प्रक्रियेसाठी योग्य स्थिती निर्माण झाली.
इतरत्र अशीच जीवसृष्टी असेल का, इतर कोणत्या ऊर्जास्रोतांवर/ संयुगांवर आधारित सजीव असू शकतील का असे कित्येक प्रश्न आजही अनुत्तरितच आहेत. मात्र आपल्या ग्रहावर सजीवांच्या आगमनासाठी अनुकूल परिस्थिती कशामुळे निर्माण झाली असेल ह्याचे काही पुराव्यांआधारे अंदाज वर्तवता येतात. ते थोडक्यात पाहूया.

पृथ्वीचा जन्म अभ्यासताना, अंतर्गत उष्णता निर्मिती-वाढीचीची कारणं आपण पाहिली . त्याच काळात पहिल्यांदा ह्या अनुकूलतेला सुरुवात झाली असं मानण्यास हरकत नाही. आपल्या ग्रहाचं आकारमान मोठं असतं तर त्यातल्या पोटॅशिअम (Potassium), युरेनियम (Uranium), थोरिअम (Thorium) अशा किरणोत्सर्गी मूलद्रव्यांचे साठेही तितकेच जास्त प्रमाणात आढळले असते आणि त्यामुळे त्यांच्या आण्विक विघटनाची आणि त्यातून उष्णतानिर्मितीची प्रक्रिया (अंतर्गत furnace प्रक्रिया) खूप लवकर सुरु झाली असती. परिणामी सगळ्या स्वरूपातलं पाणी आणि हायड्रेट्स (hydrates) संयुगांमधलं पाणी निष्क्रीय मूलद्रव्यांसोबत सुरुवातीच्या अति-प्राथमिक वातावरणातून अवकाशात फेकलं गेलं असतं. ह्याउलट जर आकारमान लहान असतं तर पुरेश्या पोटॅशिअम(K), युरेनियम(U), थोरिअम(Th) अभावी, अंतर्भागातल्या खनिजांमध्ये, संयुंगांमध्ये असलेलं पाणी त्यातच अडकून राहिल्यामुळे (बाष्पीभवनाच्या कमतरतेमुळे) पृष्ठभागावर येऊ शकलं नसतं आणि सजीव निर्मितीला पोषक वातावरण उपलब्ध झालं नसतं.

इतरही काही घटक पृथ्वीच्या अनुकूलतेसाठी कारणीभूत ठरतात का? अर्थातच.

आधी एखाद्या ग्रहावर सजीवांच्या वास्तव्यासाठी काही अत्यंत महत्त्वाचे आणि आवश्यक घटक कोणते ते पाहूया.

  1. अनेक अब्ज वर्षांचं स्थिर आयुष्य असलेल्या एखाद्या ताऱ्याभोवती परिभ्रमण (revolution).
  2. अश्या ताऱ्यापासूनचं अंतरही फार कमी अथवा फार जास्त असू नये जेणेकरून त्या ग्रहावर पाण्याचे द्रवरुपातले साठे मोठ्या प्रमाणावर असतील.
  3. दिवस आणि रात्रीच्या तापमानात / ध्रुव आणि विषुववृत्ताच्या परिस्थितीत अति टोकाचे फरक असू नयेत.
  4. ग्रहाची परिभ्रमण कक्षा सर्वसाधारणपणे वर्तुळाकार असेल आणि अक्ष फार कललेला नसेल.

ह्यातून साहजिकच प्रश्न पडतो तो म्हणजे मंगळाचा! त्याचं आकारमान पृथ्वीएव्हढच असूनही आणि ध्रुवीय प्रदेशात बर्फाळ आवरण असूनही तेथे आपल्यासारख्या सजीवसृष्टीचं अस्तित्व का सापडलेलं नाही? पाण्याच्या इतर संयुगांपासून वेगळं होण्याच्या क्रियेसाठी आवश्यक अंतर्गत उष्णता निर्माण करण्यासाठी लागणारा पोटॅशिअम(K). युरेनियम(U), थोरिअम(Th) ह्या किरणोत्सर्गी मूलद्रव्यांचा पुरेसा साठा तिथे नसावा असा अंदाज वर्तवण्यात येतो आणि त्यामुळेच जीवसृष्टी बहरण्यासाठी आवश्यक असे पाण्याचे साठे, सुयोग्य तापमान, अनुकूल वातावरण ह्यांच्या अभावामुळेच मंगळावरच्या जीवसृष्टीच्या अस्तित्वाबाबत प्रश्नचिन्ह कायम आहे.

अंतर्ग्रहांचं अंतर खूपच कमी असल्यामुळे तिथे ग्रहांच्या पृष्ठभागाचं तापमान खूप जास्त असतं. बरेचसे बहिर्ग्रह लांब असले तरी आकारमान मोठं असल्यामुळे तिथे जीवसृष्टी असू शकेल का हा प्रश्न पडतो परंतु दुर्दैवाने त्यातले बरेचसे ग्रह वायुरूपात आहेत. त्यामुळे ते ह्या शर्यतीत बाद ठरतात.

4.1.png

आपल्या सूर्यमालेत ह्या अनुकूलतेच्या सगळ्या अटींची पूर्तता करणारा एकमेव ग्रह म्हणजेच पृथ्वी!

परस्परावलंबी प्रणाली - A system of interacting components

पृथ्वी अतिचंचल! अंतर्गत आणि बाह्य उष्णतेच्या इंजिनांद्वारे मिळणाऱ्या ऊर्जेमुळे सतत हालचाल करणारी!

बाह्य उष्णतेचा मूळ स्रोत अर्थातच सूर्य! सौरऊर्जेमुळे वातावरणात घडून येणारे विविध बदल, भरती-ओहोटीचं चक्र ह्याचा परिणाम भूपृष्ठावरच्या वेगवेगळ्या भौगोलिक रचनांवर आणि पर्यावरण-परिसंस्थांवर होत असतो.

4.2.png

अंतर्गत उष्णतेचं इंजिन हे मुख्यत्वे किरणोत्सर्गामुळे म्हणजेच मध्यकवच आणि केंद्रात साठलेल्या किरणोत्सर्गी मूलद्रव्यांच्या सातत्याने होणाऱ्या विघटनातून निर्माण होणाऱ्या उर्जेवर चालतं. काहीसं पर्जन्यचक्रासारखंच असलेलं परंतु एका चक्राचा पूर्ण होण्याचा कालावधी काही-शे वर्ष असलेलं खडकांचं चक्र (Rock cycle) अविरत चालू राहण्यात ह्या अंतर्गत इंजिनाचा मोठा वाटा आहे. शिलावरणत होणारे भूकंप, ज्वालामुखी ह्यांसारखे मोठे बदलही त्याचीच परिणती!
ह्यासगळ्याचा आपल्या ग्रहाला एक परिसंस्था (Earth System) बनवण्यात मोलाचा वाटा आहे.

पृथ्वीला जीवित स्वरूप देणाऱ्या तीन महत्वाच्या प्रणालींची थोडक्यात ओळख करून घेऊया.

१. हवामान प्रणाली: ह्यात जागतिक स्तरावर होणारे वातावरणातील बदल वातावरणातील बदलांची कारणं ह्याचा समावेश होतो, केवळ हे बदलच नव्हे तर , त्यामुळे इतर तीन आवरणांवर होणारे परिणाम , त्यांचे परस्परसंबंध ह्यांचाही अंतर्भाव आहे.

२. भूस्तर स्थापत्य (Plate tectonics): भूगर्भाशी संबंधित घटना (उदा ज्वालामुखीचा स्फोट, भूकंप) ह्या पृथ्वीच्या अंतर्गत होणाऱ्या वेगवेगळ्या हालचालींचा परिपाक होय.
पृथ्वीचा थंड घन पृष्ठभाग म्हणजेच साधारण १००किमी उंची (खोली) असलेलं भूकवच (शिलावरण)
त्याखाली असलेल्या ३००किमीच्या तप्त आणि काहीश्या मृदू अश्या asthanosphere ह्या प्रवाही खडकांच्या थराला भूकवचाने बाहेरून वेढलं आहे. भूकवच अंदाजे डझनभर वेगवेगळ्या तुकड्यांनी (प्लेट्स) तयार झालेलं असून हे तुकडे पृथ्वीच्या पृष्ठभागावर गेली कित्येक कोटी वर्ष काही सेंटीमीटर प्रति वर्ष अश्या कूर्मगतीने सतत हालचाल करत आहेत. (दुधावर तरंगणारे सायीचे तुकडे अशीच कल्पना करुन पहा.) ह्या भूकवचाच्या तुकड्यांच्या सातत्याने होणाऱ्या हालचालींमुळेच आजच्या रूपातल्या सजीवांच्या उत्क्रांतीला योग्य मंच मिळाला. हे सगळं प्लेट टेक्टॉनिक्सच्या शास्त्रीय अभ्यासातून आपल्याला समजतं.

३. भू-जनित्र (The geodynamo): भू-जनित्र म्हणजे नेमकं काय ? जनित्र म्हणजे असं यंत्र जे यांत्रिकी ऊर्जेचं (mechanical energy ) विद्युत ऊर्जेत रूपांतरण करतं. पृथ्वीच्या तप्त प्रवाही बाह्य गाभ्यात लोहाचं प्रमाण प्रचंड आहे. त्या द्रवरूपातील पदार्थांच्या अभिसरणामुळे (convection) ह्या लोहासाठ्याला गतिज ऊर्जा प्राप्त झाली आहे. त्या गतिज ऊर्जेचं चुंबकीय ऊर्जेत रूपांतर होण्याच्या स्वयंभू प्रक्रियेला भू-जनित्र म्हणतात. त्यातून पृथ्वीचं स्वत:च असं एक चुंबकीय क्षेत्र तयार झालं आहे. अर्थातच लोहाचं प्रमाण आणि त्या संबंधी इतर घटकांमुळे हे क्षेत्र अगदी वातावरणाबाहेरच्या अवकाशापर्यंत विस्तारलेलं आहे.

4.3.png

हे आपलं चुंबकीय क्षेत्र अस्तित्वात आल्यावर त्यात बदल होत होत साधारण ~ 2.3 अब्ज वर्षांपूर्वी सध्याच्या सुनिश्चित स्वरूपात तयार झाल्यामुळेच जीवावरणाचा अनिष्ट सौर प्रारणांपासून (harmful solar radiations) बचाव होऊ लागला आणि सजीवसृषटीने जमिनीवर पहिलं पाऊल टाकलं. त्यानंतरच गाभा -मध्यावरण प्रणाली आणि भू-जनित्र स्थिर झालं असावं असा कयास आहे.

4.4.png
(a) A bar magnet creates a dipolar field with north and south poles (b) A diploar field can also be produced by electric currents flowing through a coil of metallic wire, as shown for this battery-powered electromagnet © Earth’s magnetic field, which is approximately dipolar, is produced by electri currents flowing in the liquid-metal outer core, which are powered by convection.

अनेकविध घटकांनी मिळून तयार झालेली आणि त्यांच्या परस्परसंबंधांमुळे जीवसृष्टीला पोसणारी, अंगाखांद्यावर खेळवणारी आणि तितकीच लहरी अशी ही ‘आपली पृथ्वी!’
आपलं अस्तित्व हे कित्येक नैसर्गिक घटकांच्या परस्परसंबंधांवर अवलंबून आहे हे ध्यानात ठेवत आपण ह्या ग्रहावरच्या साधनसंपदेचं जतन आणि संरक्षण केलं पाहिजे.

"CIvilization exists by geological consent, subject to change without notice” - WIll Durant

4.5.png
Please save me!

We will explore some of the concepts from this part in great detail in upcoming articles.

तळटीपा

  1. https://www.maitrin.com/node/1735 शेवटचा विभाग
  2. अंतर जास्त असल्यामुळे उपलब्ध सौर ऊर्जेचं प्रमाण कमी परंतु जास्त आकारमानामुळे अंतर्गत उष्णता जास्त ह्याचा एकत्रित परिणाम आवश्यक तेव्हढ्या ऊर्जानिर्मितीएव्हढा होऊ शकतो परंतु वायुरूप ग्रह असल्यामुळे तो पर्याय बाद ठरतो
  3. वायुरूप ग्रहांबद्दल अधिक https://spaceplace.nasa.gov/review/dr-marc-solar-system/gas-giants.html
  4. पर्जन्यचक्रासारखंच खडकांच्या निर्मितीपासून ते विघटन होऊन मॅग्मारूपांतर होण्याचं एक चक्र आहे. त्याला आपण खडकांचं चक्र म्हणू. सविस्तर पुढे येईलच.
  5. ह्यापुढे सोयीसाठी आपण शिलावरण म्हणजे पृष्ठभागाचा सुमारे १००किमी उंचीचा थर म्हणजेच भूकवच असं गृहीत धरणार आहोत.

अवांतर वाचनासाठी काही उपयुक्त लिंक्स :

  1. https://en.wikipedia.org/wiki/Planetary_habitability
  2. https://en.wikipedia.org/wiki/Gas_giant
  3. https://en.wikipedia.org/wiki/Dynamo_theory

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

Share this

Add comment

Login or register to post comments
Hindi/Marathi
इंग्लीश

Use Ctrl+\ to toggle
आत्तापर्यंत मैत्रीण.कॉम वर 959 मैत्रिणींची अकाउंट्स मंजूर झाली आहेत. अकाउंट अ‍ॅप्रुव्ह न होण्याचे कारण फोनवर किंवा इमेलवर संपर्क न होणे हे असते. कृपया रजिस्ट्रेशन करताना अचूक फोन नंबर/ इमेल आयडी देणे.
n/a

सदस्य आगमन

Hindi/Marathi
इंग्लीश

Use Ctrl+\ to toggle

मैत्रीण.कॉम अ‍ॅडमिन व इतर टीम मेंबर्स

अ‍ॅडमिन टीम :

बस्के/admin
मृदुला

Contact admin team : adminATmaitrin.com

मैत्रीण टीम :

बस्के/admin
मृदुला
तेजु
भावना
धारा
लोला
मॅगी
प्रफे

मैत्रीण टीम

Contact Maitrin Team : maitrinteamATmaitrin.com