हिमनदी आपल्याबरोबर माती आणि खडक वाहून नेत असते. जेव्हा हिमनदी वितळून आकसू लागते, तेव्हा हिमनदीबरोबर वाहणारी माती आणि खडक मागे राहतात. क्लिपवॅल खाणीच्या परिसरात आढळलेल्या खडक व मातीच्या स्वरूपावरून, इथे प्राचीन काळी हिमनदी अस्तित्वात असल्याची शक्यता पूर्वीच व्यक्त केली गेली आहे. इथल्या खडकांच्या वयावरून, ही हिमनदी तीन अब्ज वर्षांपूर्वी अस्तित्वात असल्याचा निष्कर्ष काढला गेला आहे. आतापर्यंत सापडलेली ही सर्वांत प्राचीन हिमनदी ठरली आहे. हिमनदी निर्माण होण्यासाठी, हवामान अतिशय थंड असावं लागतं. दुसऱ्या शब्दांत सांगायचं म्हणजे तो काळ हिमायनाचा असायला हवा. त्यामुळे क्लिपवॅलच्या परिसरातली ही हिमनदी ज्या काळात निर्माण झाली, त्या काळात हिमायन घडून येत असायला हवं. या बाबतीत फारसं संशोधन झालं नसल्यानं, याबद्दल काहीच खात्रीशीर माहिती मिळालेली नव्हती. अखेर अ‍ॅक्सेल हॉफमान आणि इल्या बाइंडमॅन यांनी आपल्या संशोधनाद्वारे हा प्रश्न सोडवला आहे. या प्रश्नाचं उत्तर मिळवण्यासाठी, या संशोधकांनी एक वेगळाच मार्ग अवलंबला आणि तो होता ऑक्सिजनच्या अणूंच्या विश्लेषणावर आधारलेला!
पृथ्वीवर आढळणारं ऑक्सिजन हे मूलद्रव्य मुख्यतः १६ अणुभार असणाऱ्या ऑक्सिजनच्या अणूंपासून तयार झालं असलं, तरी या ऑक्सिजनमध्ये १७ आणि १८ भार असणारे अणूही अल्पप्रमाणात अस्तित्वात असतात. ऑक्सिजनच्या अणूंच्या भारातील या फरकामुळे, ऑक्सिजनच्या अणूंपासून तयार झालेल्या पाण्याचा रेणुभारही वेगवेगळा असतो. वजनानं हलक्या असलेल्या रेणूंचा कल हा, वातावरणातील बाष्पात राहण्याकडे अधिक असतो. त्यामुळे बाष्पीभूत झालेल्या पाण्यात व परिणामी ढगांतील पाण्यात, १६ भार असणाऱ्या ऑक्सिजनच्या अणूंचं प्रमाण अधिक असतं, तर १७ आणि मुख्यतः १८ भार असणाऱ्या अणूंचं प्रमाण कमी असतं. वातावरण जितकं थंड, तितका हा परिणाम अधिक तीव्र असतो. त्यामुळे अतिथंड काळात जमा होणाऱ्या बर्फातसुद्धा, १८ भार असलेल्या अणूंचं प्रमाण कमी असतं. खडकांतली खनिजं ही याच पाण्यापासून तयार होत असल्यानं, अतिथंड काळात निर्माण झालेल्या खनिजांतही १८ भार असणाऱ्या ऑक्सिजनच्या अणूंचं प्रमाण कमी भरतं. त्यामुळे, खडकांतील खनिजांतल्या, १८ भार असणाऱ्या ऑक्सिजनच्या अणूंच्या प्रमाणावरून, या खडकांच्या निर्मितीच्या वेळच्या तापमानाचा अंदाज बांधणं शक्य असतं. अ‍ॅक्सेल हॉफमान आणि इल्या बाइंडमॅन यांनी, हिमनदीच्या परिसरातल्या खडकांतील खनिजांतल्या ऑक्सिजनच्या, वेगवेगळे अणुभार असणाऱ्या अणूंचं प्रमाण मोजलं व त्यावरूनच त्यांनी या हिमनदीच्या अस्तित्वाच्या वेळचं, तिथल्या हवामानाचं स्वरूप ओळखलं.
क्लिपवॅल खाणीचा परिसर हा प्राचीन काळातील, ज्वालामुखीजन्य खडकांच्या आणि अवसादी (म्हणजे गाळाच्या) खडकांच्या, आलटूनपालटून जमा झालेल्या जाड थरांनी व्यापला आहे. तसंच या प्रदेशाच्या स्वरूपावरून इथल्या प्रदेशात, नंतरच्या काळात फारशी भूशास्त्रीय उलथापालथ झालेली दिसत नाही. त्यामुळे इथल्या नमुन्यांवरून प्राचीन काळातील इथल्या परिस्थितीचा अभ्यास करणं, संशोधकांना शक्य झालं आहे. अ‍ॅक्सेल हॉफमान आणि इल्या बाइंडमॅन यांनी आताच्या आपल्या संशोधनासाठी याच क्लिपवॅल खाणीच्या परिसरातील, मुख्यतः शेल आणि डायामिक्टाइट या दोन विशिष्ट प्रकारच्या खडकांच्या नमुन्यांचा आपल्या संशोधनासाठी वापर केला. यांतील काही नमुने हे पृष्ठभागावरच्या खडकांचे होते; तर काही नमुने हे, जमिनीत छिद्रं पाडून गोळा केलेले खोलवरचे नमुने होते. तीन किलोमीटरपेक्षा अधिक खोलीवरचे हे नमुने अँग्लोगोल्ड-अ‍ॅशँटी या खाणकंपनीनं, क्लिपवॅल खाणीतून १९८८ साली गोळा केले होते.
अ‍ॅक्सेल हॉफमान आणि इल्या बाइंडमॅन यांनी या सर्व नमुन्यांतील विविध मूलद्रव्यांचं वर्णपटशास्त्राद्वारे तपशीलवार विश्लेषण केलं आणि त्यांतील खनिजांतल्या विविध अणुभार असणाऱ्या ऑक्सिजनच्या अणूंचं प्रमाण मोजलं. त्यानंतर त्यांनी या नमुन्यांतील वेगवेगळा अणुभार असणाऱ्या ऑक्सिजनच्या अणूंच्या प्रमाणाची, आजच्या समुद्राच्या पाण्यातील ऑक्सिजनच्या अणूंच्या प्रमाणाशी तुलना केली. या तुलनेतून या संशोधकांना, या खडकांतील काही नमुन्यांतील १८ अणुभार असणाऱ्या अणूंची संख्या ही समुद्राच्या पाण्यातील १८ अणुभार असणाऱ्या अणूंच्या तुलनेत निश्चितपणे कमी असल्याचं आढळलं. जमिनीच्या पृष्ठभागावरच्या खडकांत तर हे प्रमाण सुमारे तीन टक्क्यांपर्यंत कमी होतं. हे इतकं कमी प्रमाण हिमायनाच्या काळात निर्माण झालेल्या खडकांतच असू शकतं. साहजिकच हे तीन अब्ज वर्षांपूर्वीचे खडक अत्यंत थंड तापमानात तयार झाले असल्याचं, या संशोधनावरून स्पष्ट झालं. ही परिस्थिती हिमनदी निर्माण होण्यास नक्कीच पूरक होती.
तीन अब्ज वर्षांपूर्वी या भागाचं तापमान अतिथंड असण्यामागे वेगवेगळ्या शक्यता असू शकतात. पहिली शक्यता म्हणजे या काळात, दक्षिण आफ्रिकेचा हा भूभाग दक्षिण ध्रुवाच्या काहीसा जवळ असल्यानं, तो थंड असण्याची शक्यता आहे. परंतु यापेक्षा जी जास्त शक्यता आहे ती, सर्गांगीण स्वरूपाची असून लक्ष वेधून घेणारी आहे. तीन अब्ज वर्षांपूर्वीच्या या काळात, वातावरणातलं कार्बन डायऑक्साइड आणि मिथेनचं प्रमाण खूपच कमी होतं. त्यामुळे त्यावेळचं वातावरण आपल्याकडे उष्णता राखून ठेवू शकत नव्हतं. हरितगृह परिणामाच्या या अभावामुळे, त्या काळात अवघ्या पृथ्वीवरील तापमान खूपच कमी झालं असावं व हिमायन घडून आलं असावं. या अगोदरचं ज्ञात हिमायन हे अडीच अब्ज वर्षांपूर्वी घडून आलं होतं. अ‍ॅक्सेल हॉफमान आणि इल्या बाइंडमॅन यांनी शोधलेलं हिमायन हे, त्याच्या पन्नास कोटी वर्षं अगोदर घडून आलं आहे. तीन अब्ज वर्षांपूर्वीचं हे हिमायन म्हणजे पृथ्वीवरचं पहिलंच हिमायन असण्याची शक्यता नाकारता येत नाही. कारण हे हिमायन घडून आलं तेव्हा, आज सुमारे साडेचार अब्ज वर्षं वय असणाऱ्या पृथ्वीचा जन्म होऊन फक्त दीड अब्ज वर्षं उलटली होती. त्यामुळे या अगोदरच्या काळात पृथ्वीचा अंतर्भागही अधिक उष्ण होता!
(छायाचित्र सौजन्य : Jason Auch/Wikimedia, JMK/Wikimedia)
Leave a Reply