यलोस्टोनची गुपितं

अमेरिकेतल्या रॉकी माउंटन्स या डोंगराळ परिसरात यलोस्टोन राष्ट्रीय उद्यान वसलं आहे. नैसर्गिक वैविध्यानं नटलेल्या या राष्ट्रीय उद्यानाचा काही भाग, त्यातील गरम पाण्याचे कारंजे, झरे, तलाव, तसंच वाफेचे स्रोत यांसाठी जगप्रसिद्ध आहे. गरम पाण्याचे आणि वाफेचे सुमारे दहा हजार स्रोत इथे सापडले आहेत. यांतला दर तास-दोन तासांनी उसळणारा ‘ओल्ड फेथफूल’ हा गरम पाण्याचा कारंजा, तसंच ‘ग्रँड प्रिझ्मॅटिक स्प्रिंग’ हा गरम पाण्याच्या झऱ्यामुळे निर्माण झालेला रंगीबेरंगी तलाव, या जागा तर वैशिष्ट्यपूर्ण आहेत. यलोस्टोन परिसरातल्या अशा जागा फक्त पर्यटकांच्याच दृष्टीनं नव्हे, तर भूशास्त्रतज्ज्ञांच्या दृष्टीनंसुद्धा आकर्षण ठरल्या आहेत. या वैशिष्ट्यांच्या निर्मितीबद्दल थोडक्यात सांगायचं तर, शिलारसाच्या उष्णतेमुळे इथल्या जमिनीतलं पाणी तापतं आणि त्यानंतर ते या उष्ण झऱ्यांच्या, कारंजांच्या किंवा वाफेच्या स्वरूपात बाहेर फेकलं जातं.

यलोस्टोन राष्ट्रीय उद्यानातल्या या भागात, प्राचीन काळापासून लहान-मोठे भूकंप आणि स्फोट घडून येत आले आहेत. भूशास्त्रीयदृष्ट्या अत्यंत सक्रिय असणाऱ्या या परिसरात घडून असलेले असे परिणाम पूर्वीपासून अभ्यासले जात आहेत. वारंवार होणाऱ्या भूकंपांचा वेध घेऊन, त्याद्वारे इथली काही किलोमीटर खोलीवरची भूशास्त्रीय रचनाही अभ्यासली गेली आहे. असं असलं तरीही, पृष्ठभाग आणि खोलवरच्या भूरचना, या दोहोंच्या मधल्या भागातील, जलवाहिन्यांनी व्यापलेल्या भूभागाची रचना कशी असावी, याचा संशोधकांना आतापर्यंत अंदाज आलेला नव्हता. आता मात्र ‘स्कायटेम’ या नावानं ओळखल्या जाणाऱ्या एका तंत्राद्वारे भूपृष्ठाखालील, हा मधला भागही संशोधला गेला आहे. यु.एस.जिऑलॉजिकल सर्व्हे या संस्थेतील कॅरल फिन आणि त्यांच्या इतर सहकाऱ्यांचं हे संशोधन ‘नेचर’ या शोधपत्रिकेत प्रसिद्ध झालं आहे.

स्कायटेम तंत्रात तारेच्या एका मोठ्या, षटकोनी आकाराच्या वेटोळ्याचा वापर केला जातो. हे तारेचं वेटोळं एका हेलिकॉप्टरला टांगलं जातं. या वेटोळ्यातून खंडित स्वरूपात, परंतु पुनः पुनः विद्युत्‌प्रवाह पाठवला जातो. या विद्युतप्रवाहामुळे तीव्र चुंबकत्व निर्माण होतं. वेटोळ्यानं निर्माण केलेल्या या चुंबकत्वामुळे खालच्या जमिनीतील शिलारस, खडक, पाणी, यांत विद्युतप्रवाह निर्माण होऊन, त्यांच्याद्वारेही चुंबकत्व निर्माण केलं जातं. या चुंबकत्वाची तीव्रता या पदार्थांच्या विद्युतवाहकतेवर आणि चुंबकीय गुणधर्मांवर अवलंबून असते. हे जमिनीत निर्माण झालेलं चुंबकत्व हेलिकॉप्टरवरच्या तारेच्या षटकोनी वेटोळ्याद्वारेच टिपलं जातं. या चुंबकत्वाच्या नोंदींवरून इथल्या भूपृष्ठाखालच्या जमिनीची रचना कशी आहे, हे भूशास्त्रतज्ज्ञांना कळू शकतं. शिलारस, शिलारसापासून बनलेले खडक, पाण्यानं भरलेले सच्छिद्र खडक, वाळू, खोलवरचं क्षारयुक्त पाणी, जमिनीच्या वरच्या थरांतलं पाणी, इत्यादींचे विद्युत आणि चुंबकीय गुणधर्म वेगवेगळे असल्यामुळे, हे घटक जमिनीत कुठे आणि किती प्रमाणात अस्तित्वात आहेत, हे या स्कायटेम तंत्राद्वारे ओळखता येतं.

कॅरल फिन आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी आपल्या संशोधनासाठी वापरलेल्या, तारेच्या स्वरूपातल्या या लोहचुंबकाचा आकार सुमारे २५ मीटर इतका होता. हे लोहचुंबक घेऊन एका हेलिकॉप्टरनं यलोस्टोन परिसरावरून, ताशी सत्तर-ऐंशी किलोमीटर वेगानं सुमारे पन्नास मीटर उंचीवरून फेऱ्या मारल्या व सुमारे नऊ हजार चौरस किलोमीटरचा परिसर पिंजून काढला. हेलिकॉप्टरच्या या प्रवासादरम्यान केल्या गेलेल्या चुंबकत्वाच्या नोंदींवरून यलोस्टोनच्या सक्रिय पृष्ठभागाखालील जमिनीची अंतर्गत रचना कळू शकली आणि जमिनीतील पाणी वाहून नेणाऱ्या इथल्या ‘वाहिन्यां’चं चित्र स्पष्ट झालं.

भूशास्त्रीयदृष्ट्या सक्रिय असणाऱ्या प्रदेशात शिलारस हा कमी खोलीवर अस्तित्वात असतो. ही कमी खोली म्हणजेसुद्धा काही किलोमीटर असणं अपेक्षित असतं. परंतु यलोस्टोनच्या परिसरात तर, एक किलोमीटरपेक्षा कमी खोलीवरही शिलारस अस्तित्वात असल्याचं, या संशोधनातून आढळून आलं आहे. या कमी खोलीवरच्या शिलारसाच्या प्रवाहांची एकूण जाडी ही काही ठिकाणी तर पाचशे मीटर इतकी आहे. शिलारसाच्या साठ्यांच्या वर वाळूचे थर आहेत. यलोस्टोन परिसरात, जमिनीतील पाणी हे जमिनीतील फटींद्वारे वरच्या थरांकडून खालच्या थरांकडे व त्यानंतर खालच्या थरांकडून पुनः वरच्या थरांकडे सरकत असल्याचं या संशोधनानं दाखवून दिलं आहे. वर येणाऱ्या या पाण्यामुळेच पृष्ठभागावरील कारंजे, झरे, वाफेचे स्रोत, इत्यादींची निर्मिती झाली आहे.

पृष्ठभागावरून विविध स्वरूपात बाहेर येणारं पाणी हे एक किलोमीटरपेक्षा अधिक खोलीवरून येत आहे. हे पाणी पृष्ठभागापर्यंत थेट उभ्या वाहिन्यांद्वारे येतं. इथे असणाऱ्या शिलारसाच्या प्रवाहांच्या संपर्कात आल्यामुळे, वर येताना या पाण्याचं तापमान पावणेदोनशे ते पावणेतीनशे अंश सेल्सिअसपर्यंत वाढतं. शिलारसाच्या प्रवाहांच्या वरच्या बाजूस असणाऱ्या वाळूच्या थरांतून हे पाणी पृष्ठभागाकडे सरकू लागतं. पृष्ठभागावर येताना या पाण्यात, जमिनीखालचं इतर पाणीही मिसळतं. हे पाणी त्यानंतर द्रव स्वरूपात कारंज्यांतून, झऱ्यांतून किंवा वाफेच्या स्वरूपात जमिनीच्या पृष्ठभागावरील छिद्रांतून बाहेर फेकलं जातं. पृष्ठभागातून बाहेर पडणाऱ्या या पाण्याचं तापमान साधारणपणे नव्वद अंश सेल्सिअसच्या आसपास, तर वाफेचं तापमान हे सुमारे सव्वाशे अंशांच्या आसपास असतं.

आश्चर्य म्हणजे इथले कारंजे, झरे, वाफेचे स्रोत, हे वेगवेगळ्या आकाराचे, वेगवेगळ्या स्वरूपाचे असले तरी, त्यांची अंतर्गत रचना ही जवळपास सारखीच असल्याचं दिसून आलं आहे. आतापर्यंतच्या संशोधनावरून, इथल्या जलवाहिन्या पाच किलोमीटर खोलीपर्यंत पसरल्या असल्याचा प्राथमिक अंदाज कॅरल फिन आणि त्यांचे सहकारी व्यक्त करतात. इथले अनेक झरे, कारंजे, तसंच वाफेचे स्रोत जमिनीतल्या वाहिन्यांद्वारे एकमेकांना जोडले असल्याचं या निरीक्षणांवरून स्पष्ट होतं. विविध कारंजे, झऱ्यांना जोडणाऱ्या या वाहिन्या, दीडशे मीटरपेक्षा अधिक खोलीवर आढळतात. इथली जलवाहिन्यांची अशा प्रकारची जाळी ही तब्बल दहा-दहा किलोमीटर अंतरापर्यंतही पसरली आहेत.

या संशोधनाद्वारे अडीच किलोमीटर खोलीपर्यंतच्या जमिनीचं सर्वेक्षण केलं गेलं आहे. या सर्वेक्षणात, या तंत्राच्या मर्यादेमुळे आतापर्यंत फक्त मोठ्या वाहिन्या शोधल्या गेल्या आहेत. पृष्ठभागापर्यंत येणाऱ्या लहान वाहिन्या अजून शोधल्या जायच्या आहेत. अर्थात मोठ्या वाहिन्यांच्या या शोधामुळे, इथल्या जमिनीखालचं मुख्य चित्र स्पष्ट झालं आहे. कॅरल फिन यांच्या शब्दांत सांगायचं तर, ‘घरापर्यंत येणाऱ्या जलवाहिन्या शोधल्या गेल्या आहेत. परंतु घराच्या आतल्या जलवाहिन्यांची रचना अजून अभ्यासायची आहे!’. कालांतरानं या छोट्या वाहिन्याही शोधल्या जातील. त्यातूनच ‘ओल्ड फेथफूल’सारख्या कारंजांच्या ठरावीक कालावधीनंतर पुनः पुनः उसळण्याला कारणीभूत ठरणाऱ्या, जमिनीच्या पृष्ठभागाखालच्या पाण्याच्या हालचालीही तपशीलवार कळू शकतील.

कॅरल फिन आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांच्या या संशोधनानं यलोस्टोनच्या परिसरातील जमिनीखालची भूशास्त्रीय गुपितं उघड व्हायला सुरुवात झाली आहे. परंतु या भूशास्त्रीय गुपितांबरोबरच इथे काही जीवशास्त्रीय गुपितंही दडली आहेत. कारण या आत्यंतिक परिस्थितीतही अनेक प्रकारचे जीवाणू तग धरून राहत असल्याचं दिसून आलं आहे. ग्रँड प्रिझ्मॅटिक स्प्रिंग या तलावाला लाभलेलं रंगीबेरंगी स्वरूप हे विविध जीवाणूंमुळेच प्राप्त झालं आहे. उष्ण पाणी आणि वाफ वाहून नेणाऱ्या, जमिनीखालच्या वाहिन्यांतील परिस्थितीचा जीवशास्त्रीय अभ्यास हा, पृथ्वीवर जीवसृष्टी निर्माण कशी झाली, याचाही अभ्यास ठरणार आहे. कारण सुमारे साडेतीन अब्ज वर्षांपूर्वी जेव्हा पृथ्वीवर जीवसृष्टीच्या निर्मितीला सुरुवात झाली, तेव्हा पृथ्वीवरची स्थिती काहीशी अशीच होती… तापलेल्या तव्यासारखी!

चित्रवाणी

— डॉ. राजीव चिटणीस.

छायाचित्र सौजन्य: MikeGoad / pixabay.com, Kamilokardona / Wikimedia, Aarhus University, Denmark