समुद्रातले ज्वालामुखी

पृथ्वी ही भूशास्त्रीयदृष्ट्या सक्रिय असल्याचं दर्शवणारी एक महत्त्वाची खूण म्हणजे पृथ्वीवरचे ज्वालामुखी. पृथ्वीच्या सक्रियतेचे पुरावे म्हणता येतील असे शेकडो जिवंत आणि मृत ज्वालामुखी पृथ्वीवरच्या जमिनीवर अस्तित्वात आहेत. असे ज्वालामुखी अस्तित्वात असण्याला सागराचा तळही अपवाद नाही. पृथ्वीचा सत्तर टक्के पृष्ठभाग व्यापणाऱ्या या महासागरांतही अचानक उफाळणाऱ्या सक्रिय ज्वालामुखींबरोबरच अनेक निष्क्रिय ज्वालामुखीही दडले आहेत. समुद्रतळावरील या निष्क्रिय ज्वालामुखींची संख्या कित्येक हजारांत आहे. आतापर्यंत या ज्ञात ज्वालामुखींची संख्या चोवीस हजार इतकी होती. मात्र अलीकडेच केल्या गेलेल्या एका संशोधनाद्वारे, या ज्ञात ज्वालामुखींच्या संख्येत तब्बल एकोणीस हजार ज्वालामुखींची भर घातली गेली. मुख्य म्हणजे हे सर्व मापन अंतराळातून केलं गेलं आहे.

पृथ्वीच्या पृष्ठभागावरचे काही प्रदेश हे भूशास्त्रीयदृष्ट्या अधिक सक्रिय आहेत. समुद्राच्या तळाचाही काही भाग हा असाच अधिक सक्रिय आहे. समुद्रतळावरच्या या सक्रिय प्रदेशांत मोठ्या प्रमाणात लांबलचक डोंगररांगा, तसंच घळी आढळतात. या सागरी सक्रिय प्रदेशांत, पाण्याखाली काही विशिष्ट आकाराचे डोंगरांसारखे अनेक उंचवटे दिसून येतात. अग्निजन्य खडकांपासून बनलेले हे उंचवटे म्हणजे प्रत्यक्षात निष्क्रिय ज्वालामुखी आहेत. या उंचवट्यांची निर्मिती ही पृथ्वीच्या कवचाखालचा शिलारस कवचातून बाहेर पडल्यानं झाली आहे. या बाहेर पडलेल्या शिलारसामुळे त्या ठिकाणी असा निष्क्रिय ज्वालामुखीचा उंचवटा निर्माण होतो. या सागरी उंचवट्यांची समुद्रतळापासूनची उंची ही शंभर-दोनशे मीटरपासून ते तीन-चार किलोमीटरपर्यंत आहे. काही उंचवटे मात्र चार किलोमीटरपेक्षाही अधिक उंच आहेत.

सागरतळाचा शोध घेण्यासाठी ‘सोनार’ हे तंत्र पूर्वीपासून वापरलं जात आहे. या तंत्रामध्ये, एका जहाजावरून उच्च कंपनसंख्येच्या (अश्राव्य) ध्वनिलहरी सोडल्या जातात. या ध्वनिलहरी पाण्याखालील जमिनीपर्यंत पोचतात व तिथून परावर्तित होऊन परत जहाजाकडे येतात. जहाजाकडे परतलेल्या या ध्वनिलहरी त्याच जहाजावरील संवेदकाद्वारे टिपल्या जातात. ध्वनिलहरी सोडल्यापासून त्या टिपल्या जाईपर्यंतचा कालावधी हा, जहाजाखालील सागरतळ किती खोलीवर आहे, यावर अवलंबून असतो. वेगवेगळ्या ठिकाणच्या सागरतळाचा असा वेध घेऊन, जहाजाखालच्या सागरतळाचं स्वरूप कळू शकतं. सागरतळाच्या शोधाची ही पद्धत जरी अचूक असली तरी, ती अतिशय वेळखाऊ आणि खर्चिक आहे. कारण जो भाग अभ्यासायचा त्या ठिकाणी जहाज पाठवावं लागतं व जहाजाला त्या सर्व भागाचं मापन करीत फिरावं लागतं. त्यामुळे आतापर्यंत पृथ्वीवरील सागरतळापैकी फक्त वीस टक्के भाग या पद्धतीनं अभ्यासला गेला आहे.

या सोनार पद्धतीशिवाय आणखी एका पद्धतीचाही सागरतळाचा शोध घेण्यासाठी वापर केला जातो. ही पद्धत गुरुत्वाकर्षणाच्या अप्रत्यक्ष मापनावर आधारलेली आहे. समुद्राच्या पाण्याखाली जर एखादा डोंगर किंवा तत्सम रचना असली, तर त्या रचनेच्या गुरुत्वाकर्षणामुळे त्या प्रदेशावरील पाण्याच्या पृष्ठभागाच्या पातळीत किचिंतसे बदल घडून आलेले असतात. त्यामुळे पाण्याची अपेक्षित पातळी आणि प्रत्यक्ष पातळी यांत थोडा फरक पडतो. या फरकावरून त्या पाण्याखालील डोंगर किंवा तत्सम रचनेच्या आकाराचा अंदाज बांधता येतो. समुद्राच्या पाण्याच्या पातळीतील बदल मोजण्यासाठी कृत्रिम उपग्रहावरील रडार यंत्रणेचा वापर केला जातो. या रडार यंत्रणेद्वारे समुद्राकडे रेडिओ लहरी पाठवल्या जातात. या रेडिओ लहरी समुद्राच्या पृष्ठभागावरून परावर्तित होतात व पुनः उपग्रहाकडे पोचतात. या लहरींच्या प्रवासाला लागणाऱ्या कालावधीवरून पाण्याच्या पातळीचं स्थान निश्चित करता येतं. ही प्रत्यक्ष पातळी व अपेक्षित पातळी, यांतील फरकावरून त्या ठिकाणच्या समुद्रतळाचं चित्र तयार केलं जातं. सोनार पद्धतीपेक्षा या पद्धतीची अचूकता कमी असली तरी, ही पद्धत अत्यंत जलद आहे. अमेरिकेतल्या हवाई विद्यापीठातील सेऊंग-सेप किम आणि पॉल वेसेल या संशोधकांनी या तंत्राद्वारे जगभरातल्या समुद्रांतील अनेक ठिकाणच्या, सागरी उंचवट्यांच्या स्वरूपातील ज्वालामुखींचा शोध घेतला. या शोधाद्वारे त्यांनी शंभर मीटरपेक्षा अधिक उंचीच्या चोवीस हजार सागरी उंचवट्यांची नोंद केली. हा शोध घेण्यासाठी या संशोधकांनी जिओसॅट, इआरएस-१, यांसारख्या विविध कृत्रिम उपग्रहांवरील रडारद्वारे गोळा केलेल्या माहितीचा वापर केला. सेऊंग-सेप किम आणि पॉल वेसेल यांचं हे संशोधन २०११ साली, ‘जिओफिजिकल जर्नल इंटरनॅशनल’ या शोधपत्रिकेत प्रसिद्ध झालं.

अमेरिकेतील स्क्रिप्स इन्स्टिट्यूशन ऑफ ओशनोग्राफी या संस्थेतील ज्यूली गेव्होर्जिअन आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी कालांतरानं, सेऊंग-सेप किम आणि पॉल वेसेल यांच्याच मदतीनं हे संशोधन पुनः हाती घेतलं. सेऊंग-सेप किम आणि पॉल वेसेल यांनी प्रसिद्ध केलेल्या २०११ सालच्या यादीचा आता पुनः अभ्यास केला गेला. या संशोधकांनी गुरुत्वाकर्षणावर आधारलेल्या आपल्या या गणिती प्रारूपात आता अधिक अचूकता आणली. या संशोधनात, गेल्या काही वर्षांतील नव्यानं उपलब्ध झालेल्या माहितीचाही वापर करण्यात आला. या सर्व बदलांवर आधारलेली सागरी उंचवट्यांची नवी यादी २०२३ साली प्रकाशित झाली. या अधिक अचूक यादीत जुन्या यादीतील सुमारे पाचशे सागरी उंचवटे वगळले आहेत; परंतु त्याचबरोबर सुमारे एकोणीस हजारांहून अधिक नव्या सागरी उंचवट्यांचा या यादीत समावेश केला गेला आहे. यामुळे ज्ञात सागरी ज्वालामुखींची एकूण संख्या आता त्रेचाळीस हजारांवर गेली आहे. ज्यूली गेव्होर्जिअन आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी आपल्या या संशोधनासाठी युरोपीय अंतराळ संस्थेचा क्रायोसॅट-२ आणि भारतीय-फ्रेंच बनावटीचा सरल, या दोन कृत्रिम उपग्रहांनी गोळा केलेल्या माहितीचाही उपयोग केला. ज्यूली गेव्होर्जिअन आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी केलेलं हे संशोधन ‘अर्थ अँड स्पेस सायन्स’ या शोधपत्रिकेत अलीकडेच प्रसिद्ध झालं आहे.

सागरी उंचवट्यांच्या स्वरूपातील या ज्वालामुखींच्या मापनाला अनेक दृष्टींनी महत्त्व आहे. हे सागरी उंचवटे भूशास्त्राच्या अभ्यासात अत्यंत महत्त्वाची भूमिका बजावतात. या भूशास्त्रीय अभ्यासाबरोबरच, सागरी प्रवाहांच्या अभ्यासातही या उंचवट्यांचं अस्तित्व महत्त्वाचं ठरतं. अनेकवेळा एखादा सागरी उंचवटा सागरी प्रवाहाच्या वाटेत आलेला असतो. या उंचवट्यामुळे त्या सागरी प्रवाहात भोवरा निर्माण होऊन समुद्रातलं खालचं थंड पाणी वरच्या उष्ण पाण्यात मिसळतं. यामुळे समुद्राच्या वरच्या भागातील पाण्याचं तापमान बदलून, त्याचा सागरी हवामानावर तसंच तिथल्या परिसंस्थेवर परिणाम होतो. साहजिकच सागरी हवामानाचा अभ्यास करताना, सागरी उंचवट्यांमुळे सागरी प्रवाहावर होणारे परिणाम लक्षात घ्यावे लागतात. हे सागरी उंचवटे अपघातांनाही कारणीभूत ठरले आहेत. सन २००५मध्ये अमेरिकेची युएसएस सॅन फ्रान्सिस्को ही पाणबुडी दिडशे मीटर खोलीवरून प्रवास करताना, प्रशांत महासागरातील ग्वाम बेटाजवळील अशाच एका सागरी उंचवट्यावर आदळली व तिचं मोठं नुकसान झालं. यांत एका नौसैनिकाचा मृत्यूही घडून आला. असाच आणखी एक अपघात अमेरिकेच्याच युएसएस कनेटिकट या पाणबुडीला २०२१ साली दक्षिण चीनच्या समुद्रातील सागरी उंचवट्यामुळे झाला आणि पाणबुडीवरील सोनार यंत्रणेत बिघाड झाला.

या सर्व पार्श्वभूमीवर, उंचवट्यांच्या स्वरूपातील या ज्वालामुखींचा तपशीलवार नकाशा लवकरात लवकर तयार होणं, गरजेचं ठरलं आहे. गुरुत्वाकर्षणावर आधारलेल्या पद्धतीद्वारे हे उद्दिष्ट जलद गतीनं साध्य होत असल्याचं दिसून येतं आहे. १९८०-९०च्या दशकात आकार घेऊ लागलेल्या या पद्धतीद्वारे, २०११ साली सेऊंग-सेप किम आणि पॉल वेसेल यांच्या संशोधनातून या संदर्भातला एक महत्त्वाचा टप्पा गाठला गेला. त्यानंतर २०२३ साली म्हणजे बारा वर्षांतच, ज्यूली गेव्होर्जिअन आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांच्या संशोधनाद्वारे यापुढचं पाऊल टाकलं गेलं. यापुढं आता या कामाला मोठी मदत होणार आहे ती, गेल्या डिसेंबर महिन्यात नासानं सोडलेल्या स्वोट या कृत्रिम उपग्रहाची. कारण या उपग्रहाचा उद्देशच आहे – सागरी पाण्याची पातळी अधिक अचूकपणे मोजणं!

(छायाचित्र सौजन्य – GPlates Cesium, उपग्रहांच्या मदतीनं टिपलेले समुद्रातले ज्वालामुखी / दक्षिण प्रशांत महासागरातील पाओ पाओ सागरी उंचवटा (सोनार प्रतिमा – NOAA) / ज्वालामुखींच्या शोधासाठी वापरलेले कृत्रिम उपग्रहः क्रायोसॅट-२ (डावीकडे) आणि सरल
(ESA/CNES)