शास्त्रज्ञांनी केलेल्या निरीक्षणांपासून ते गुंतागुंतीचे गणित सोडविल्यानेच आपल्याला पृथ्वी ग्रहाच्या इतिहासाची उकल करता आली आहे.
Earth Age Explained: उत्तुंग पर्वतशिखरे, अथांग महासागर, विस्तीर्ण खंड आणि बर्फाच्छादित हिमनद्या हे सारं काही जगाच्या नकाशात जेव्हा आपण पाहतो तेव्हा केवळ थक्क होणे आपल्या हातात असते. कारण पृथ्वीचे सौंदर्य थक्क करते, त्याचबरोबर तिचे वयही सर्वांनाच चकित करणारे ठरते. कारण हा आकडा काही हजार किंवा लाख नसून आधुनिक विज्ञानानुसार आपली पृथ्वी तब्बल ४.५ अब्ज वर्षे जुनी आहे. जाणून घेऊया शास्त्रज्ञांनी पृथ्वीचे हे अचूक वय कसे ठरवले. हे कोडे सोडवण्यासाठी अत्यंत गुंतागुंतीचे गणित आणि भूगर्भातील घटकांचे सखोल विश्लेषण कसे केले, याविषयी...
शास्त्रज्ञांनी केलेल्या निरीक्षणांपासून ते गुंतागुंतीचे गणित सोडविल्यानेच आपल्याला पृथ्वी ग्रहाच्या इतिहासाची उकल करता आली आहे. यामध्ये प्रामुख्याने खालील तीन टप्पे महत्त्वाचे ठरतात.
रेडिओमेट्रिक डेटिंग : यामध्ये खडकांमधील किरणोत्सर्गी घटकांच्या नष्ट होण्याच्या गतीवर पृथ्वीचे वय निश्चित केले जाते.
खगोलशास्त्रीय पुरावे: सौरमालेतील इतर ग्रह आणि उल्कापातांच्या अभ्यासातून पृथ्वीच्या जन्म केव्हा झाला असावा याचा अंदाज.
भूगर्भीय संरचना: पृथ्वीच्या विविध थरांचे आणि त्यातील मूलद्रव्यांचे सूक्ष्म परीक्षणानंतर वय ठरवणे.
पृथ्वीचे नेमके वय किती असेल, याचा शोध १८०० च्या दशकात शास्त्रज्ञांनी घेण्यास सुरुवात केली. १८६२ मध्ये शास्त्रज्ञ लॉर्ड केल्विन यांनी एक गणित मांडले. त्यांच्या मते, पृथ्वी आधी प्रचंड उष्ण आणि वितळलेल्या स्वरूपात होती. तिला थंड व्हायला किती वेळ लागला असेल, याचा हिशोब करून त्यांनी असा अंदाज लावला की, पृथ्वी २ कोटी ते ४० कोटी वर्षे जुनी असावी. सर्वसामान्यांना हा आकडा मोठा वाटत असला, तरी विश्वाच्या तुलनेत पृथ्वी खूपच तरुण आहे, असा त्याचा अर्थ होतो. आजच्या आधुनिक विज्ञानानुसार हा अंदाज चुकीचा ठरला आहे. मात्र, लॉर्ड केल्विन यांनी पृथ्वीचे वय काढताना केवळ अंदाज न लावता निरीक्षण आणि गणिती पद्धतीचा वापर केला. त्यांची ही विचार करण्याची पद्धत पूर्णपणे वैज्ञानिक होती ज्याचा फायदा पुढील पिढीतील शास्त्रज्ञांना झाला.
पृथ्वीचे वय मोजण्यासाठी शास्त्रज्ञांनी 'सापेक्ष डेटिंग' नावाच्या एका पद्धतीचा वापर केला. यातील मुख्य तंत्राला 'स्ट्रॅटिग्राफी' असे म्हणतात. उदाहरणार्थ, जसे आपण एकावर एक पुस्तके रचतो, तसेच निसर्गात खडकांचे आणि मातीचे थर एकावर एक साचत जातात. हे थर व्यवस्थित एकावर एक असल्याचा खालचा थर जुना तर वरचा थर नवीन असतो. या थरांच्या रचनेवरून कोणती घटना आधी घडली आणि कोणती नंतर याचा अंदाज लावता येतो. हे तंत्र उपयुक्त असले, तरी यात काही तांत्रिक अडचणी आहेत. एखादा थर दुसऱ्या थरापेक्षा जुना आहे हे समजते; पण तो नेमका किती वर्षांचा आहे (उदा. ५ कोटी की १० कोटी) हे समजत नाही. भूकंप किंवा इतर नैसर्गिक कारणांमुळे मूळ थरातच बिघाड होतो. त्यामुळे याचा अभ्यास करणे कठीण जाते. मात्र या तंत्राने पृथ्वीचे अचूक वय स्पष्ट झाले नसले तरी एक गोष्ट स्पष्ट झाली की, पृथ्वीचे वय केवळ काही 'लाख' वर्षे नसून ते 'अब्जावधी' वर्षे असावे.
विज्ञानातील प्रगतीमुळे शास्त्रज्ञांना एक अशी पद्धत सापडली, ज्यामुळे खडक किंवा खनिज हे नेमके किती वर्षे जुने आहेत ते मोजता येते. या पद्धतीला 'रेडिओमेट्रिक डेटिंग' म्हणतात. निसर्गातील प्रत्येक मूलद्रव्याचे काही प्रकार असतात. यातील काही 'अस्थिर' असतात, म्हणजेच ते काळानुसार बदलत जातात. सुरुवातीचा अस्थिर आणि किरणोत्सर्गी घटक 'पालक' घटक असतो. जेव्हा 'पालक' घटकाचे विघटन होते, तेव्हा त्यातून एक नवीन स्थिर घटक तयार होतो, त्याला 'मुलगी' घटक म्हणतात. कोणत्याही अस्थिर घटकाचे प्रमाण अर्धे होण्यासाठी जो निश्चित वेळ लागतो, त्याला 'अर्ध-आयुष्य' म्हणतात. हा काळ प्रत्येक घटकासाठी ठरलेला आणि अचूक असतो.
रेडिओमेट्रिक डेटिंग पद्धतीनुसार शास्त्रज्ञ खडकाच्या नमुन्यात 'पालक' घटक किती उरला आहे आणि 'मुलगी' घटक किती तयार झाला आहे, याचे प्रमाण तपासतात. जर 'मुलगी' घटकाचे प्रमाण जास्त असेल, तर तो खडक खूप जुना आहे. या प्रमाणावरून आणि 'अर्ध-आयुष्याच्या' गणितावरून त्या खडकाला तयार होऊन किती वर्षे झाली, याचा अचूक आकडा काढला जातो.
पृथ्वीचे वय मोजताना शास्त्रज्ञांसमोर एक मोठे आव्हान होते, ते म्हणजे 'खडक चक्र'. पृथ्वीवरील खडक स्थिर नसतात. ते ज्वालामुखीच्या लाव्हा रसापासून तयार होतात, वारा-पाण्यामुळे झिजतात आणि पुन्हा जमिनीच्या आत जाऊन वितळतात. पृथ्वीच्या सुरुवातीच्या काळात जे मूळ खडक तयार झाले होते, ते या चक्रामुळे आता नष्ट झाले आहेत किंवा त्यांचे स्वरूप बदलले आहे. पृथ्वीवर सापडलेले सर्वात जुने खडक सुमारे ३.८ अब्ज वर्षे जुने आहेत, तर काही सूक्ष्म खनिजे ४.२ अब्ज वर्षांपूर्वीची आहेत. पण पृथ्वी यापेक्षाही जुनी आहे, हे शास्त्रज्ञांना माहित होते.
पृथ्वीवर जुने खडक मिळत नसल्यामुळे शास्त्रज्ञांनी आपली नजर अंतराळाकडे वळवली. शास्त्रज्ञांनी चंद्रावरील खडक आणि अवकाशातून पडणाऱ्या उल्कापिंडांचा अभ्यास केला. या खडकांमध्ये पृथ्वीसारखे 'खडक चक्र' नसल्यामुळे ते त्यांच्या मूळ स्वरूपात टिकून होते.
रेडिओमेट्रिक डेटिंग: या अवकाशीय खडकांवर जेव्हा 'रेडिओमेट्रिक डेटिंग' (वय मोजण्याची पद्धत) वापरली गेली, तेव्हा त्यांचे वय पृथ्वीच्या निर्मितीच्या काळाशी जुळणारे आढळले. पृथ्वीवरील उपलब्ध पुरावे आणि सौरमालेतील इतर खडकांचा अभ्यास यावरून शास्त्रज्ञांनी असा निष्कर्ष काढला की आपल्या पृथ्वीचे वय सुमारे ४.५ अब्ज वर्षे आहे.