पृथ्वीचे ‘पाणी’ग्रहण

पूर्वप्रकाशन – मनोगत दीपावली २०१०

खूप खूप वर्षांपूर्वीची गोष्ट. त्या महाप्रचंड तेजोमेघामध्ये प्रचंड उलथापालथ चालू होती. ढग आणि धुळीने भरलेला तो प्रचंड ढग आतल्या आत ढवळून निघत होता. धूळींचे कण एकमेकांवर आपटून एकमेकांना बिलगत होते. बघता बघता त्या तेजोमेघात धूळ आणि वायूंचे लहान-मोठे गोळे तयार झाले. ते गोळे इतस्तत: भटकत असताना एकमेकांच्या वाटेत येत आणि मग ते गोळे एकत्र येऊन त्यांचे मोठे गोळे तयार होत. असे करता करता त्या तेजोमेघाच्या मध्यापाशी मोठा गोल आकार घेऊ लागला. हा गोल स्वत:भोवती गिरक्या घेता घेता आजूबाजूचे लहान-मोठे गोळे गिळंकृत करत असे. परिणामी ह्या गोळ्याचा आकार दिवसेंदिवस वाढत गेला. असे करता करता हजारो वर्षे गेली. हा गोलकाने आता चांगलेच बाळसे घरले होते. जसजसा त्याचा आकार वाढत होता तसतशी त्याची भूकही वाढत होती. भोवतालची धूळ आणि वायू तो जोराने स्वत:कडे खेचून घेत होता. जसे मोरीतून पाणी वाहून जाताना ते मोरीच्या भोकाभोवती गोल गोल फिरत मग आत जाते तसे हे धूळ आणि वायूंचे कण ह्या मध्यवर्ती गोळ्याकडे खेचले जाताना त्याभोवती गरगर फिरू लागले. ह्या पदार्थांची एक चकतीच त्या गोळ्याभोवती निर्माण झाली. सुमारे लक्ष वर्षांनी एक वेळ अशी आली की ह्या गोळ्याचे वाढलेले वस्तुमान त्याला स्वत:लाच पेलवेना. स्वत:च्या वस्तुमानाखाली तो अक्षरश: चिरडला जाऊ लागला. त्याच्या मध्याच्या दिशेने त्याच्यातील पदार्थ कोसळू लागले. आता ह्या बाहेरून आत कोसळणार्‍या वस्तुमानाला तोलण्यासाठी आतून बाहेरच्या दिशेने काहीतरी घडणे आवश्यक झाले आणि त्यावेळी तिथे हायड्रोजनच्या सम्मीलनाची (फ्यूजनाची) प्रक्रिया सुरू झाली. ज्या क्षणी ही प्रक्रिया सुरू झाली त्या क्षणी त्या गोळ्याचा तारा म्हणून जन्म झाला. हा नवजात तारा म्हणजे आपला सूर्य.

धूळ आणि वायूंची ती चकती ह्या नवजात सूर्याभोवती फिरतच होती. सूर्यातून बाहेर पडणार्‍या सौरकणांच्या (solar particles) आणि प्रारणांच्या (radiation) दाबामुळे ही चकती सूर्यापासून थोडी दूर ढकलली गेली आणि सूर्य आणि ह्या चकतीदरम्यान थोडे अंतर निर्माण झाले. आता ह्या चकतीमधले पदार्थ एकमेकांवर आदळून त्यात लहानमोठे गोळे तयार होऊ लागले होते. हळूहळू लहानमोठे ग्रहाणू (planetesimals) ह्या चकतीदरम्यान आकार घेऊ लागले. चकतीही हळूहळू थंड होऊ लागली. त्यातही चकतीचा बाहेरचा भाग आतल्या, सूर्याजवळच्या भागाच्या मानाने जास्त वेगाने थंड होऊ लागला. सौरकण आणि प्रारणांच्या दाबामुळे चकतीतली वायूरूप, हलकी आणि सहज गोठू न शकणारी (गोठण्यासाठी फारच कमी तापमानाची आवश्यकता असणारी) मूलद्रव्ये चकतीच्या बाहेरच्या भागात फेकली गेली; तर जड, सहज आणि जास्त तापमानालाही स्थायूरुप घेऊ शकणारी मूलद्रव्ये आणि संयुगे चकतीच्या आतल्या भागात जास्त प्रमाणात राहिली.

ह्या चकतीमध्ये तयार झालेले ग्रहाणू चकतीच्या फिरण्याच्या दिशेने सूर्याभोवती फिरू लागले. फिरता फिरता आजूबाजूच्या भागातील पदार्थ ते आपल्यात सामावून घेत आणखी मोठे होत होते. दोन वा अधिक ग्रहाणू आदळून एकमेकांत मिसळून जात. करता करता काही ग्रहाणूंचे आदिग्रह (protoplanets) तयार झाले. सौरमालेतील ग्रहाणू आणि आदिग्रह तयार झाल्यानंतर टकरींचा एक मोठा काळ येऊन गेला. ग्रहाणू व आदिग्रह एकमेकांच्या कक्षांमध्ये मोठ्या प्रमाणात हस्तक्षेप करत. त्यामुळे सौर-तेजोमेघामध्ये एका भागात तयार झालेला ग्रहाणू ती जागा सोडून दुसर्‍याच ठिकाणी फेकला जाई. अशा तर्‍हेने ग्रह तयार होताना सौर-तेजोमेघाच्या विविध भागातील ग्रहाणू त्यात असत.
एक आदिग्रह बघता बघता खूप मोठा झाला आणि त्याचा गुरूग्रह झाला. आजूबाजूचे ग्रहाणू मटकावत त्याचे वस्तुमान वाढता वाढता एवढे वाढले की ते पृथ्वीच्या वस्तुमानाच्या दहापट झाले. (आपल्या आकलनाच्या सोयीसाठी आपण पृथ्वीच्या तुलनेत सगळ्यांची वस्तुमाने मोजतो.) आता हे वस्तुमान एवढे वाढले होते की आजूबाजूचे ग्रहाणूच नव्हे तर वायूसुद्धा त्याच्या गुरुत्वाकर्षणाच्या जाळ्यात अडकू लागले. मात्र गुरू चकतीच्या अशा भागात तयार झाला होता, जिथे जड मूलद्रव्ये फार मोठ्या प्रमाणात नव्हती, हलकी मूलद्रव्ये मात्र भरपूर. त्यामुळे तो वायूग्रह (gaseous planet) झाला. गुरूग्रहाच्या अलीकडे आणि पलीकडेही लहानमोठे आदिग्रह चकतीशेतात चरत होतेच. अलीकडच्या भागातील आदिग्रहांना चरायचा चांगली जड मूलद्रव्ये मिळाली होती. त्यामुळे त्यांचे दगड-धोंड्यांचे ग्रह (rockey planets) झाले. बुध, शुक्र, पृथ्वी आणि मंगळ हे ते ग्रह. गुरू आणि पलीकडे मात्र आदिग्रहांना हलक्या मूलद्रव्यांवर आपले पोट भरावे लागल्यामुळे त्यांचे वायूरूप ग्रह तयार झाले ते शनी, युरेनस आणि नेपच्यून. भोवतालचे कण गुरुत्वाकर्षणाने स्वत:त सामावून घेऊन गाभ्याच्या वाढण्याच्या प्रक्रियेला संवृद्धी (accretion) असे म्हणतात. सूर्य व सौरमालेतील बहुतेक ग्रह हे गाभ्याच्या संवृद्धीने (core accretion) तयार झाले आहेत असे प्रचलित सिद्धांत सांगतो.

असे लहानमोठे ग्रह तयार होताना त्यांनी चकतीशेत बर्‍यापैकी साफ केले होते. तेव्हा पटकन ओढून गिळता येतील असे पदार्थ आता गुरूला मिळेनासे झाले आणि स्वत:ही सूर्याप्रमाणे होण्याचा त्याचा प्रयत्न फसू लागला, तसा तो चवताळला. मंगळ आणि गुरूच्या दरम्यानही पदार्थ एकत्र येऊन काही ग्रहाणू आदिग्रह तयार करण्याच्या कामात गुंतले होते. मात्र चवताळलेल्या गुरूच्या गुरुत्वाकर्षणाचा परिणाम एवढा की ते एकत्र येऊच शकले नाहीत. शेवटी लघुग्रहांच्या (asteroids) रूपात ते तिथेच त्या पट्ट्यात फिरू लागले. लघुग्रहांचा पट्टा असा तयार झाला असावा असे प्रचलित सिद्धांत सांगतो. लघुग्रहांच्या निर्मितीचा आणखी एक सिद्धांत मानला जात असे. त्यानुसार मंगळ आणि गुरूदरम्यान ग्रह तयार झाला होता, पण गुरूच्या गुरुत्वाकर्षणापुढे त्याचा फार काळ निभाव लागू शकला नाही आणि शेवटी फुटून त्याच्या ठिकर्‍या उडाल्या. ह्या ठिकर्‍या म्हणजेच लघुग्रह. लघुग्रहांच्या पट्ट्याचे एकूण वस्तुमान आपल्या चंद्राच्या वस्तुमानाच्या केवळ ४% भरते. लघुग्रहांचा मिळून गोल केला तर तो केवळ १५०० किलोमीटर व्यासाचा, म्हणजे आपल्या चंद्राच्या निम्म्या व्यासाचा होईल. म्हणजे ग्रह तयार होण्याएवढे सामान तिथे नाही. त्यामुळे लघुग्रहांच्या निर्मितीचा दुसरा सिद्धांत आता मागे पडला आहे.
खगोल एकक (ख.ए. Astronomical Unit, A.U.) म्हणजे सूर्य आणि पृथ्वीदरम्यानचे सरासरी अंतर. १ ख.ए. = १४,९५,९८,००० किलोमीटर. सूर्यापासून २.७ ख.ए. अंतराला ‘हिमरेषा‘ (ice line) म्हणतात. ह्या अंतरावर सौर-तेजोमेघ (solar nebula) पुरेसा थंड असल्याने तिथे पाणी गोठू शकत होते. त्या मुळे ह्या अंतरावर आणि त्यापुढे तयार झालेल्या ग्रहाणूंमध्ये पाणी अंतर्भूत झाले. लघुग्रहांच्या पट्ट्यातील बाहेरच्या भागातील लघुग्रहांवर अशा तर्‍हेने मोठ्या प्रमाणात पाणी अंतर्भूत झाले.

ऍरिझोना विद्यापीठातील एक खगोलतज्ज्ञ डॉ.जॉन लुइस ह्यांच्या प्रारुपानुसार (model) सौरतेजोमेघातील पदार्थ थंड होऊन गोठताना ते तक्ता १. मधील क्रमानुसार गोठले असावेत. उदाहरणार्थ कॅल्शियम आणि मॅग्नेशियम सिलिकेटे आणि ऑक्साइडे यांसारखी संयुगे, जी अधिक तापमानाला गोठू शकतात ती सर्वात आधी गोठली असणार, तर हायड्रोजन आणि हेलियम सारखे वायू खूपच कमी तापमान असल्याशिवाय गोठू शकत नाहीत ते सर्वात शेवटी आणि सूर्यापासून जास्तीत जास्त दूर अंतरावर गोठले असणार.

तक्ता १. सौर तेजोमेघातील पदार्थांच्या गोठण्याचा क्रम.

कॅल्शियम , टायटॅनियम , ऍल्युमिनियम आणि मॅग्नेशियमची ऑक्साइडे – CaTiO 3, Ca 2Al 2SiO 7, MgAl 2O 4
लोह आणि निकेलचा संमिश्र धातू (Alloy)- Fe-Ni
एन्स्टॅटाईट – MgSiO 3– पृथ्वीच्या प्रावरणात (mantle) मोठ्या प्रमाणात आढळणारे एक खनिज (mineral)
ऍल्युमिनियमची अल्कली सिलेकेटे (Alkali Aluminosilicates)
ट्रॉइलाइट – FeS- आयर्न सल्फाइड खनिज
लोहयुक्त सिलिकेटे – FeO silicates
जलयुक्त सिलिकेटे (hydrated silicates) – ह्या सिलिकेटांमध्ये पाण्याचा (H2O) रेणू रासायनिक बंधांनी (chemical bond) अंतर्भूत असतो .
पाणी – H 2O
अमोनिया – NH 3
१० मिथेन – CH 4
११ हायड्रोजनचे रेणू -H 2
१२ हेलियम – He

वरील तक्ता ध्यानात घेत आपण सौरमालेतील ग्रहांची रासायनिक घटना (chemical composition) पाहिली तर आपल्या असे लक्षात येईल की सौरमालेच्या आतल्या भागात तयार झालेले पृथ्वीसदृश (terrestrial) ग्रह हे धातूंची ऑक्साइडे, लोह वा लोह-निकेल संमिश्र धातू (alloy) यांपासून तयार झाले आहेत. कारण सौरमालेच्या ह्या भागातील जास्त तापमानाला गोठू शकणारे असे हे पदार्थ आहेत. (सौरमालेच्या ह्या भागातील सध्याचे नव्हे तर सौरमालेच्या निर्मितीच्या वेळेचे तापमान आपल्याला लक्षात घ्यायचे आहे.) मात्र पाणी हे ह्या उच्च तापमानाला गोठणारे संयुग नाही. तेव्हा, हे दगडधोंड्यांचे पृथ्वीसदृश आदिग्रह तयार झाले तेव्हा त्यांवर पाणी असण्याची शक्यता अगदीच नगण्य. मग पृथ्वीवर पाणी आले कुठून आणि कसे?

पृथ्वीवरील पाणाच्या उगमाबाबत आपल्याकडे पुराव्यासहित ठोस माहिती नाही. परंतु,पृथ्वीवर पाणी कुठून आले असावे ह्याबाबत काही शक्यता मांडल्या जातात. पहिली शक्यता म्हणजे आदिपृथ्वी निर्माण झाली ती पाण्यासकटच. मात्र आपण ह्याआधी पाहिल्यानुसार आदिपृथ्वी तयार होताना तीवर पाणी राहण्याची शक्यता अगदीच नगण्य आहे. त्यामुळे आदिपृथ्वीपासून पृथ्वीग्रह तयार होताना नंतरच्या टप्प्यांमध्ये पृथ्वीवर पाणी आले असणार. सौरमालेत जलयुक्त (hydrated) खनिजे आढळतात. पृथ्वीवर सापडलेले अनेक अशनी (meteorites) अशा कार्बनी कॉन्ड्राइटांचे (carbonaceous chondrites) बनलेले आहेत. आदिपृथ्वी जर अशा कार्बनी कॉन्ड्राइटांची बनलेली असती तर पृथ्वीवर सध्या आहे त्याच्या तीनशे पट अधिक पाणी आढळले असते; सध्या समुद्रांची सरासरी खोली ३ ते ४ किलोमीटर आहे, ती ३० ते ४० किलोमीटर असती.

सौरमालेचा विचार करता पाणी असणार्‍या दुसर्‍या ख-वस्तू म्हणजे धूमकेतू. धूमकेतू म्हणजे बर्फ आणि सेंद्रीय (organic) धुळीच्या (साधारणपणे सारख्या प्रमाणातील) मिश्रणाचे गोळे. त्यांचा व्यास १ ते १०० किलोमीटरच्या दरम्यान असतो. सौरमालेच्या टोकाशी क्युपर पट्टा (Kuiper Belt) आहे. हा पट्टा म्हणजे सौर-चकतीतील उरलेसुरले गोठलेले पदार्थ. सौरमालेभोवती ऊर्टचा ढग आहे. तो म्हणजे सौर-तेजोमेघातील उरल्यासुरल्या गोठलेल्या पदार्थांचा गोल. क्युपर पट्टा आणि ऊर्ट ढगाच्या कल्पनाचित्रासाठी आकृती १. पाहा. सौरमालेतील बहुतेक धूमकेतूंचा उगम क्युपर पट्ट्यात वा ऊर्टच्या ढगात असतो. मोठा परिभ्रमण काळ असणारे (long period) धूमकेतू सहसा ऊर्टच्या ढगातून आलेले असतात. ह्या धूमकेतूंच्या परिभ्रमण कक्षांचे वितरण यादृच्छिक (randomly distributed) असते आणि कक्षा सहसा अन्वस्तीय (parabolic) असतात. त्यावरून त्यांच्या उगमाचे क्षेत्र गोलाकार (spherical) आणि दूरवर (distant) असल्याचे कळते. क्युपरचा पट्टा सौरमालेच्या प्रतलात (plane) पण नेपच्यूनच्या कक्षेच्या पुढे (३० ख.ए. पेक्षा जास्त अंतरावर) आहे. त्यामुळे तिथे उगम पावणारे धूमकेतू सहसा छोटा परिभ्रमणकाळ असलेले (short-period) असतात. ह्या धूमकेतूंच्या कक्षा साधारणपणे सौरमालेतील ग्रहांच्या कक्षांच्या प्रतलात असतात आणि ग्रह ज्या दिशेने सूर्याभोवती फिरतात, सहसा त्याच दिशेने हे धूमकेतू सूर्याभोवती फिरताना आढळतात.

आकृती १. क्युपर पट्टा आणि ऊर्टचा ढग. सौजन्य - नासा (NASA).

धूमकेतूंच्या कक्षा ग्रहांच्या परिभ्रमण कक्षांना छेदून धूमकेतू ग्रहांवर आदळण्याची उदाहरणे आपल्याला नवीन नाहीत. उदाहरणार्थ, शूमेकर-लेवी९ हा धूमकेतू जुलै १९९४ मध्ये गुरूवर आदळला होता. तेव्हा, असे अनेक धूमकेतू पूर्वी आदिपृथ्वीवर आदळून त्यामार्गे पृथ्वीवर पाणी आले असावे अशी एक शक्यता वैज्ञानिकांमध्ये बराच काळ लोकप्रिय होती. पृथ्वीच्या वातावरणात आढळणारे अरगॉन, क्रिप्टॉन, झेनॉनसारख्या निष्क्रीय वायूंचे (noble or inert gases ) प्रमाणही धूमकेतूंच्या टकरींकडे निर्देश करते. आतापर्यंत सखोल अभ्यास झालेले धूमकेतू म्हणजे हॅले, हेल-बॉप आणि ह्याकुताके. ह्या तीनही धूमकेतूंवर आढळणार्‍या पाण्यातील ड्युटेरियम-हायड्रोजन गुणोत्तर (D/H) हे पृथ्वीवरील पाण्यातील ड्युटेरियम-हायड्रोजन गुणोत्तराच्या सुमारे दुप्पट आहे. त्यामुळे पृथ्वीवरील पाण्याचा उगम धूमकेतूंवर असण्याच्या संभव कमी दिसतो. ड्युटेरियम म्हणजे हायड्रोजनचे एक समस्थानिक (isotope). हायड्रोजनच्या केंद्रकात एक प्रोटॉन असतो, तर ड्युटेरियमच्या केंद्रकात एका प्रॉटॉनसोबत एक न्युट्रॉनही असतो. त्यामुळे ड्युटेरियमला जड हायड्रोजन असेही म्हटले जाते. इतर धूमकेतूंच्या पाण्यातील D/H गुणोत्तर ह्या तीन धूमकेतूंप्रमाणेच असल्यास धूमकेतूंमुळे पृथ्वीवर मोठ्या प्रमाणात पाणी आले असण्याची शक्यता कमी होते. अधिकाधिक धूमकेतूंचा अभ्यास होईल त्यानुसार ह्या शक्यतेची ग्राह्याग्राह्यता बदलू शकेल. धूमकेतूंमुळे पृथ्वीवर थोड्या प्रमाणात पाणी आले असेलही, पण पृथ्वीवरील पाण्याचा तो मुख्य स्त्रोत नसावा असा सध्याचा ग्राह्य निष्कर्ष आहे.

तेव्हा, पाण्याच्या उगमासाठी आपल्याला आता पुन्हा सौरमाला शोधणे आले. सौरमालेत पृथ्वी वगळता आणखी कुठे कुठे पाणी सापडते? युरोपा ह्या गुरू ग्रहाच्या एका उपग्रहावर गोठलेल्या पाण्याचे समुद्र आहेत. गुरुच्या गाभ्यातही मोठ्या प्रमाणात बर्फ आहे. वैज्ञानिकांचा असा कयास आहे की युरोपाच्या पृष्ठभागावर पाणी जरी गोठलेले असले तरी ह्या गोठलेल्या पाण्याच्या थराखाली द्रव पाण्याचा थर असावा. युरेनस आणि नेपच्यूनवर मोठ्या प्रमाणात पाण्याचा बर्फ आहे. हे दोन ग्रह पाणी, अमोनिया आणि मिथेन ह्या मुख्य घटकांच्या बर्फांपासून बनलेले आहेत. त्यामुळे त्यांना बर्फग्रह (icy planets) असेही म्हटले जाते. ह्याशिवाय लघुग्रहांवर पाणी आहे. लघुग्रहांच्या पट्ट्याच्या बाहेरच्या भागातील लघुग्रह कार्बनी कॉन्ड्राइटांचे बनलेले आहेत, तर आतील भागातील लघुग्रह सामान्य कॉन्ड्राइटांचे. कार्बनी कॉन्ड्राइटांपासून बनलेल्या काही लघुग्रहांमध्ये त्यांच्या वस्तुमानाच्या सुमारे १०% वस्तुमान केवळ पाण्याचे असल्याचे आढळले आहे. सौरमाला तयार होतेवेळी, भरकटलेले लघुग्रह आदिग्रहांवर आदळले असण्याची शक्यता आपण लेखाच्या सुरुवातीला पाहिली. पूर्वी बाहेरच्या पट्ट्यातील लघुग्रहांपैकी काही आदिपृथ्वीवर आदळले आणि तेव्हापासून पृथ्वीवर पाणी आले असण्याची तिसरी शक्यता ही पृथ्वीवरील पाण्याच्या उगमाची सर्वात ग्राह्य शक्यता सध्या मानली जाते.

आकृती २. लघुग्रहाचे पृथ्वीवर आदळणे. श्री. जॉन डेविस यांनी काढलेले कल्पनाचित्र. नासाच्या (NASA) संकेतस्थळावरून साभार.

लघुग्रहांवरच्या पाण्याचे D/H गुणोत्तर पाहता ह्या गुणोत्तराची एकच किंमत मिळत नाही. वेगवेगळ्या भागातील लघुग्रहांवर हे गुणोत्तर वेगवेगळे आहे. मात्र लघुग्रहांवरील पाण्याच्या D/H गुणोत्तराची सरासरी किंमत पृथ्वीवरील पाण्याच्या D/H गुणोत्तराच्या जवळ जाणारी आहे.

पृथ्वीसदृश आदिग्रह तयार होतेवेळी त्यांच्यात मुळात पाणी नव्हते. ते लघुग्रहांच्या आदळण्याने संवृद्धीच्या नंतरच्या टप्प्यांमध्ये (later stages of accretion) आदिग्रहांमध्ये समाविष्ट झाले. बाहेरच्या पट्ट्यातील लघुग्रहांना एकीच्या बळाचे फळ मिळत नसल्याने गुरूच्या गुरुत्वप्रभावाने ते इतस्तत: भिरकावले जात हे आपण पाहिलेच. हे लघुग्रह बाकी आदिग्रहांना टाळून नेमके आदिपृथ्वीवरच आदळले आणि त्यांनी केवळ पृथ्वीलाच जलमय केले हे तर काही शक्य नाही. तर प्रश्न असा पडतो की बुध, शुक्र आणि मंगळावरही ते आदळले असतील तर तिथे पाणी कसे सापडत नाही? बुध आणि शुक्र हे सूर्याच्या एवढे जवळ आहेत की तिथे भरपूर पाणीवाले मोठमोठे लघुग्रह आदळून त्यांनी त्या आदिग्रहांवर कितीही पाणी ओतले तरी सूर्याच्या उष्णतेमुळे आणि सौरवार्‍यांच्या (solar winds) दाबामुळे हे पाणी बाष्पीभवन होऊन कधीच अवकाशात उडून गेले असणार. तरी शुक्राच्या वातावरणात पाण्याच्या वाफेचा अंश आढळतो. पण मंगळाचे नसे नाही. तो तर लघुग्रहांना पृथ्वीपेक्षा अधिक जवळचा. म्हणजे लघुग्रहांच्या आदळण्याने मंगळावर पाणी आले असणारच. आता जरी मंगळाचा पृष्ठभाग कोरडा असला तरी कोणे एके काळी मंगळावर पाणी होते. मंगळाच्या पृष्ठावर दिसणारे कोरडे कालवे हा ह्या कयासामागच्या अनेक पुराव्यांपैकी एक. मात्र काही कारणांमुळे मंगळाचे चुंबकीय क्षेत्र (magnetic field) नष्ट झाले. चुंबकीय क्षेत्रामुळे ग्रहाच्या पृष्ठभागाचे सौरप्रारणांपासून संरक्षण होते. चुंबकीय क्षेत्र सौरकणांना, अतिनील (UV) आणि त्यासारख्या प्रारणांना ग्रहाच्या वातावरणाबाहेर ठेवते. मात्र चुंबकीय क्षेत्र नष्ट झाले तर सौरप्रारणांना ग्रहावर उतरण्यासाठी मुक्तरान मिळते. असे झाल्यामुळे मंगळावरचे पाणी हळूहळू उडून गेले. मात्र मंगळाच्या पृष्ठाखाली अजूनही पाणी असावे असा कयास मांडला जातो.

पृथ्वी तयार होताना पृथ्वीच्या प्रावरणातील (mantle) खनिजांमधले पाणी ज्वालामुखींच्या उद्रेकातून, तसेच वायू निष्कासनाच्या (degassing) प्रक्रियेतून वाफेच्या स्वरूपात सुरुवातीच्या वातावरणात आले. कालांतराने वाफ थंड होऊन पावसाच्या सरी धरणीवर कोसळल्या आणि हे पाणी खोलगट भागांमध्ये साठून समुद्र तयार झाले.

पृथ्वीवरचे पाणी पृथ्वीवर सजीव जगण्या-टिकण्यासाठी फार महत्त्वाचे आहे हे वेगळे सांगण्याची गरज नाहीच. अनेक वर्षांपूर्वी लघुग्रहांनी आदिपृथ्वीवर आणून टाकलेले पाणी अजूनही पृथ्वीवर आहे. पाण्याची वाफ ही जड असल्यामुळे पाण्याचे रेणू सहसा पृथ्वीच्या वातावरणाच्या अगदी वरच्या थरांमध्ये आढळत नाहीत. शिवाय पृथ्वीचे चुंबकीय क्षेत्र तिचे सौरप्रारणांपासून रक्षण करत असल्यामुळे पृथ्वीवरून निसटून पाण्याचे रेणू अवकाशात उडून जाण्याचे प्रमाण अगदी नगण्य. म्हणजेच तेव्हा पृथ्वीवर आलेले पाणी आजतागायत इथेच आहे. ते हिम, द्रव वा बाष्प स्वरूपात अजूनही पृथ्वीवरच आहे. पृथ्वीचा ७० % पृष्ठभाग समुद्रांनी व्यापलेला आहे. समुद्रांची सरासरी खोली आहे ३ ते ४ किलोमीटर. पृथ्वीवरील पाण्याचे वर्गीकरण तक्ता २. मध्ये आणि आकृती ३. मध्ये पाहा.

तक्ता २. पृथ्वीवरील पाण्याचे वर्गीकरण

पाण्याचा स्रोत पाण्याचे आकारमान(क्युबिक किलोमीटरमध्ये) (एकूण पाण्याच्या) टक्के
महासागर, समुद्र आणि उपसागर १,३३,८०,००,००० ९६.५
हिमटोप* (ice caps), हिमनद्या (glaciers) व कायमस्वरूपी हिम (permanent snow) २,४०,६४,००० १.७४
मातीतील दमटपणा (soil moisture) १६,५०० ०.००१
भूजल (ground water)
– गोडे (fresh)
– खारे (saline)
२,३४,००,०००
१,०५,३०,०००
१,२८,७०,०००
१.७
०.७६
०.९४
भू-हिम (ground ice) व नित्य गोठित भूमी** (permafrost) ३,००,००० ०.०२२
सरोवरे (lakes)
– गोडे
– खारे
१,७६,४००
९१,०००
८५,४००
०.०१३
०.००७
०.००६
वातावरण (atmosphere) १२,९०० ०.००१
पाणथळ (swamp) ११,४७० ०.०००८
नद्या २,१२० ०.०००२
जैविक पाणी (biological water) १,१२० ०.०००१
एकूण १,३८,६०,००,००० १००

*५०,००० वर्ग किलोमीटरपेक्षा कमी क्षेत्रावर पसरलेल्या हिमास हिमटोप वा हिमच्छद (ice cap) म्हणतात. ५०,००० वर्ग किलोमीटरपेक्षा जास्त क्षेत्रावर पसरलेल्या हिमास हिमस्तर (ice sheet) म्हणतात.
** ज्या जमिनीचे तापमान दोन वर्षे वा अधिक कालावधीसाठी पाण्याच्या गोठणबिंदूपेक्षा कमी असते अशा गोठलेल्या जमिनीस नित्य गोठित भूमी वा नित्यतुहिन (permafrost) म्हणतात.

आकृती ३. पृथ्वीवरील पाण्याचे वितरण. ga.water.usgs.gov येथून साभार व सुधारित.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

पृथ्वीचे वय आहे सुमारे साडेचार अब्ज वर्षे. पृथ्वीवर समुद्र तयार झाले ते सुमारे ३.८ अब्ज वर्षांपूर्वी. म्हणजे त्याच्याही आधी लघुग्रह आदिपृथ्वीवर आदळून त्यांनी पाणी पृथ्वीवर आणले असणार. लघुग्रहांची करणी आणि पृथ्वीवर पाणी!

वरदा व. वैद्य, नोव्हेंबर २०१० । Varada V. Vaidya, November 2010

संदर्भ सूची
१. ‘How to Find a Habitable Planet‘, James Kasting, 2010, Princeton University Press.
२. ‘The Living Cosmos‘, Chris Impey, 2008, Random House Publishing.
३. Cosmos Magazine news
४. पारिभाषिक शब्दांसाठी – मनोगतावरील पारिभाषिक शब्दांचा शोध, शब्दानंद (कोशरचनाकार- सत्त्वशीला सामंत) आणि प्रगती सायन्स डिक्शनरी.

माझ्या विषयी varada वरदा vaidya वैद्य
वरदा वैद्य हवामान आणि खगोल हे माझे आवडीचे विषय. ह्या विषयातील विविध घडामोडींबाबत लिहिण्यासाठी हा ब्लॉगप्रपंच. हवामानविषयक लेख वातकुक्कुटावर (www.vatkukkut.wordpress.com) तर खगोलाविषयी विवस्वान (www.khagras.wordpress.com) अनुदिनीवर वाचता येईल.

2 Responses to पृथ्वीचे ‘पाणी’ग्रहण

  1. PRAVIN says:

    आपण दिलेली माहीती ही खरच खुप उल्लेखनीय आहे

तुमचा अभिप्राय नोंदवा

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / बदल )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / बदल )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / बदल )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / बदल )

Connecting to %s

%d bloggers like this: