आर्गाइलचे गुलाबी हिरे…

हिरा हे कार्बन या मूलद्रव्याचं, स्फटिकाच्या स्वरूपातलं एक रूप आहे. हिऱ्यांना रंग हे त्या स्फटिकांतील, अपद्रव्यांमुळे प्राप्त होतात. उदाहरणार्थ, निळ्या आणि पिवळ्या हिऱ्यांना त्यांचे रंग हे, त्यांतील बोरॉन, नायट्रोजन यासारख्या अपद्रव्यांमुळे मिळाले आहेत. मात्र गुलाबी आणि तपकिरी हिऱ्यांना त्यांचे रंग अपद्रव्यांमुळे नव्हे, तर एका वेगळ्याच कारणामुळे प्राप्त झाले आहेत. हे गुलाबी आणि तपकिरी हिरे मुळात रंगहीन असतात. परंतु हे रंगहीन हिरे जर काही कारणानं वाकवले वा पिळले गेले, तर त्यांच्या स्फटिकीय रचनेत काही बदल होऊन, त्यांचे प्रकाशीय गुणधर्म बदलतात व त्यांना गुलाबी किंवा तपकिरी रंग प्राप्त होतो. कमी प्रमाणात वाकवले गेलेले हिरे हे गुलाबी रंग धारण करतात, तर अधिक प्रमाणात वाकवले गेलेले हिरे हे तपकिरी रंग धारण करतात. हिऱ्यांना गुलाबी रंग प्राप्त होण्यामागचं हे कारण जरी संशोधकांना माहीत असलं, तरी आर्गाइल खाणीतले हिरे हे गुलाबी होण्यामागची भूशास्त्रीय परिस्थिती संशोधकांना समजलेली नव्हती. या भूशास्त्रीय कारणाचा शोध घेण्याचा प्रयत्न संशोधकांकडून केला जात होता. ऑस्ट्रेलिआतील कर्टिन विद्यापीठातील ह्युगो ओलिएरूक आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांच्या प्रयत्नांना अखेर यांत यश आलं आहे. आर्गाइल खाणीत सापडलेल्या या गुलाबी हिऱ्यांसंबंधीचं, या संशोधकांचं हे वैशिष्ट्यपूर्ण संशोधन ‘नेचर कम्युनिकेशन्स’ या शोधपत्रिकेत अलीकडेच प्रसिद्ध झालं आहे.

जगातील विविध ठिकाणी सापडणारे हिरे हे, दीडशे-दोनशे किलोमीटर खोलीवर, काही अब्ज वर्षांपूर्वी निर्माण झाले आहेत. हे हिरे जमिनीच्या पृष्ठभागाजवळ येण्यासाठी, ज्वालामुखीच्या उद्रेकातून वा अन्य कारणानं पृथ्वीच्या अंतर्भागातून बाहेर पडणाऱ्या शिलारसाची मदत होते. हा शिलारस, खोलवरून येणाऱ्या नलिकांद्वारे बाहेर पडतो. बाहेर पडताना हा शिलारस, हे खोलवरचे हिरे आपल्या प्रवाहाबरोबर जमिनीच्या पृष्ठभागाजवळ आणून ठेवतो. हा शिलारस थंड झाल्यानंतर त्याचं खडकात रूपांतर होतं. हे हिरे ज्या खडकांत सापडतात, त्या खडकांच्या स्वरूपावरून या हिऱ्यांच्या इतिहासाचा अंदाज बांधता येतो. आर्गाइल खाणीतले गुलाबी हिरे हे ज्या नलिकेतून बाहेर आले होते, त्या नलिकेतील खडकांचं स्वरूप हे, सर्वसाधारण हिऱ्यांच्या खाणीत आढळणाऱ्या नलिकेतील खडकांपेक्षा वेगळं होतं. साहजिकच, या खडकांच्या वेगळेपणामागील कारणावर प्रकाश टाकणं, हेसुद्धा या संशोधनात गरजेचं होतं.

आर्गाइल खाण ही रिओ टिंटो या कंपनीच्या ताब्यात आहे. ह्युगो ओलिएरूक आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी आपल्या संशोधनासाठी या रिओ टिंटो कंपनीकडून, शिलारसांच्या ज्या नलिकेत हे हिरे सापडत होते, त्या नलिकेतील खडकांचे नमुने मिळवले. या नमुन्यांना पॉलिश करून, या संशोधकांनी त्यांचे अगदी पातळ काप तयार केले. त्यानंतर नेहमीच्या सूक्ष्मदर्शकाचा, तसंच प्रतिमा अतिशय मोठी करून दाखवणाऱ्या स्कॅनिंग इलेक्ट्रॉन मायक्रोस्कोप या साधनाचा वापर करून, या कापांचं त्यांनी काटेकोर निरीक्षण केलं. या निरीक्षणांत त्यांना या कापांत, विशिष्ट प्रकारचे खडक आणि त्याबरोबर सागरी किनाऱ्यावरील वाळूचे कणही आढळले. या खडकांतील खनिजांचा अधिक अभ्यास केल्यानंतर, शिलारसाच्या नलिकेतल्या या वेगळ्या प्रकारच्या खडकांची निर्मिती ही, शिलारसापासून निर्माण झालेले मूळचे खडक, समुद्रकाठची वाळू आणि समुद्रातील पाणी, यांच्यातील रासायनिक क्रियेतून झाली असल्याचं स्पष्ट झालं. संशोधनाच्या पुढच्या टप्प्यात, हे खडक केव्हा निर्माण झाले असावेत, हे जाणून घेणं महत्त्वाचं होतं.

आर्गाइल खाणीतल्या शिलारसाच्या नलिकेतील खडकांचं वय सुमारे तीस वर्षांपूर्वीच काढलं गेलं आहे. खडकांत विविध प्रकारची किरणोत्सारी मूलद्रव्यं आढळतात. त्यांच्या कालानुरूप होणाऱ्या ऱ्हासातून, इतर मूलद्रव्यांचे विविध समस्थानिक निर्माण होतात. या सर्व मूलद्रव्यांच्या विविध समस्थानिकांच्या एकमेकांसापेक्ष प्रमाणावरून खडकाचं वय समजू शकतं. तीस वर्षांपूर्वी जेव्हा ही पद्धत वापरून इथल्या खडकांचं वय काढलं गेलं, तेव्हा ते सुमारे १.२ अब्ज वर्षं भरलं. मात्र या ठिकाणचा भूशास्त्रीय इतिहास पाहता, १.२ अब्ज वर्षांपूर्वी या ठिकाणी भूशास्त्रीय स्वरूपाची एखादी मोठी घटना घडल्याचे, काहीच पुरावे सापडले नव्हते. साहजिकच ह्युगो ओलिएरूक आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी या इथल्या खडकांचं वय पुनः, परंतु अधिक अचूकरीत्या काढायचं ठरवलं.

तीस वर्षांपूर्वी, या खडकांचं समस्थानिकांद्वारे जे वय काढलं गेलं, ते काढण्यासाठी थेट (पूर्ण) खडकांचे नमुने वापरले गेले होते. असे नमुने अनेक कारणांनी योग्य नसू शकतात. त्यामुळे तीस वर्षांपूर्वी काढल्या गेलेल्या या खडकांच्या वयात त्रुटी असण्याची शक्यता होती. ह्युगो ओलिएरूक आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी आता खडकांचं वय काढण्यासाठी, पूर्ण खडकाऐवजी खडकातील खनिजांचा वापर करायचं ठरवलं. त्यासाठी त्यांनी या खडकांतील टायटॅनाइट, झिर्‌कॉन आणि अ‍ॅपॅटाइट या खनिजांवर आपलं लक्ष केंद्रित केलं. या खनिजांतही अल्पशा प्रमाणात किरणोत्सारी मूलद्रव्यं अस्तित्वात असतात. त्यामुळे या खनिजांचा वापर, खडकाचं वय अधिक अचूकरीत्या काढण्यासाठी होऊ शकतो. या खनिजांवर आधारलेलं, खडकांचं वय सुमारे १.३ अब्ज वर्षं भरलं… म्हणजे पूर्वी काढलेल्या वयापेक्षा सुमारे दहा कोटी वर्षांनी अधिक! खडकांच्या नव्यानं केलेल्या अभ्यासामुळे आणि नव्यानं काढल्या गेलेल्या वयामुळे, इथल्या गुलाबी हिऱ्यांच्या निर्मितीचं चित्र स्पष्ट झालं. कारण, हा १.३ अब्ज वर्षांपूर्वीचा काळ म्हणजे, ‘नूना’ महाखंडाचे तुकडे होण्याचा काळ होता!

आजच्या ऑस्ट्रेलिआतले, पश्चिम ऑस्ट्रेलिआ आणि उत्तर ऑस्ट्रेलिआ हे दोन भूपट्ट, अतिप्राचीन काळी स्वतंत्र स्वरूपात अस्तित्वात होते. अर्गाइल खाणीतले हिरे याच भूपट्टांखाली अतिप्राचीन काळी निर्माण झाले असावेत. हे हिरे निर्माण झाले, तेव्हा ते रंगहीन असावेत. पृथ्वीवरील भूपट्टांच्या सतत हालचाली होत असतात. या हालचालींदरम्यान पृथ्वीवरचे विविध भूपट्ट एकत्र येत असतात, तसंच ते एकमेकांपासून वेगळे होत असतात. त्यानुसार सुमारे १.८ अब्ज वर्षांपूर्वी, विविध भूपट्ट एकत्र येऊन नूना या महाखंडाची निर्मिती झाल्याचं ज्ञात आहे. या महाखंडाच्या निर्मितीदरम्यान, पश्चिम ऑस्ट्रेलिआ आणि उत्तर ऑस्ट्रेलिआ या भूपट्टांची टक्कर झाली. या टकरीदरम्यान, जमिनीखाली प्रचंड ताण निर्माण झाला. या ताणामुळे या भूपट्टांच्या सीमेखालच्या भागात असणारे हिरे वाकले वा पिळले गेले असावेत व त्यामुळे यांतील काहींना गुलाबी तर काहींना तपकिरी रंग प्राप्त झाला असावा.

या टकरीनंतर, नूना महाखंडातील पश्चिम ऑस्ट्रेलिआ आणि उत्तर ऑस्ट्रेलिआ या दोन भूपट्टांदरम्यानच्या सीमेचं स्वरूप हे एखाद्या तात्पुरत्या बुजवलेल्या भेगेसारखं होतं. यानंतर सुमारे पन्नास कोटी वर्षांनी, म्हणजे सुमारे १.३ कोटी वर्षांपूर्वी हा नूना महाखंड फुटू लागला. पश्चिम ऑस्ट्रेलिआ आणि उत्तर ऑस्ट्रेलिआ हे भूपट्ट पुनः एकमेकांपासून दूर जाऊ लागले. त्यांच्या सीमेच्या परिसरातला भाग ताणला जाऊन, बुजलेली भेग पुनः उकलली गेली. या उघड्या पडू लागलेल्या भेगेतून शिलारस बाहेर पडू लागला. या शिलारसाबरोबर पृथ्वीच्या अंतर्भागातले हे गुलाबी (आणि तपकिरी) हिरे वर सरकू लागले आणि अखेर पृष्ठभागाजवळ येऊन पोचले. हे गुलाबी हिरे दोन भूपट्ट्यांच्या सीमेवर सापडण्याचं कारण अर्थात हेच आहे. हे हिरे ज्या ठिकाणी सापडले आहेत, त्या ठिकाणी त्या काळी समुद्रकिनारा असल्याचं, तिथल्या खडकांच्या स्वरूपावरून अगोदरच स्पष्ट झालं होतं.

आर्गाइल खाण ही आतापर्यंतची सर्वांत जास्त गुलाबी हिरे मिळवून देणारी खाण ठरली आहे. असं असूनही, खुद्द आर्गाईल खाणीतल्या हिऱ्यांतही, हा गुलाबी रंग प्राप्त होण्याचं भाग्य ०.१ टक्क्यापेक्षाही कमी हिऱ्यांना लाभलं आहे. आर्गाइल खाण ही दोन भूपट्टांच्या सीमेजवळ वसली आहे. त्यामुळे आज अत्यंत दुर्मिळ ठरलेले हे गुलाबी हिरे, इतर भूपट्टांच्या सीमांवरही सापडण्याची शक्यता नाकारता येत नाही. मात्र भूपट्टांच्या सीमा या मोठ्या प्रमाणात, माती व वाळूच्या थरांनी आच्छादलेल्या असतात. त्यामुळे अशा ठिकाणी हिऱ्यांचा शोध लागणं, कठीण ठरतं. भविष्यात इतर भूपट्टांच्या सीमांवरही कदाचित या गुलाबी हिऱ्यांचा शोध लागेल. मात्र तो शोध केव्हा आणि कुठे लागेल, हे सांगणं आजतरी कठीण आहे.

(छायाचित्र सौजन्य – (Image Credit: berkeley.edu / jewellermagazine.com/pinkkimberley.com.au)