நெஞ்சின் அலைகள்

பிரபஞ்சத்தின் மகத்தான ஐம்பது புதிர்கள் ! வால்மீன்களிலிருந்து உயிரின மூலங்கள் பூமியில் வீழ்ந்தனவா ?

மே 16, 2008

(கட்டுரை: 29)

சி. ஜெயபாரதன் B.E.(Hons) P.Eng (Nuclear) கனடா

வால்மீனின் வண்டுத் தலையில்
பூர்வக் களஞ்சியம் !
பரிதிக்கு அருகில் வாலும்
அனுமார் வாலைப் போல் நீளும் !
கூந்தல் கோணிப் போகும் !
சூரியனைச் சுற்றி வரும்போது
முகம் காட்டி வணங்கும்
வாலைப் பின்னே தள்ளி !
வயிற்றுக்குள்
உயிரினப் பண்டங்கள் !
வாயு வைரக்கல்
வானம் முழுதுக்கும் ஒளிகாட்டும் !
உயிர்க் குஞ்சுகள் உதிக்க
வையகத்தின் மீது
வாரி வாரிப்
பெய்யும்
மூலக் கூறுகளை !

வால்மீனின் சுற்றும் வீதிகளில்
வண்டித்தொடர் போல்
பிரம்மாண்ட வால் நீட்சியில்
வாயுத் தூள்கள்
நீராவி மின்னிகள் வெளியேறும் !
மங்கும் பரிதிகட்குப்
புது எரிசக்தி அளித்து
ஒளியூட்டும்
உலகங்களுக் கெல்லாம் !

ஜேம்ஸ் தாம்ஸன் “The Seasons” (1730)

“உயிரினம் எப்படி ஆரம்பமானது என்பதை நாம் அறிய முடிய வில்லை என்று முதலில் ஒப்புக் கொள்வோம். பூர்வாங்க உலகில் எளிய ஆர்கானிக் மூலக்கூறுகள் தோன்ற பல்வேறு இயக்க முறைகள் ஒருங்கிணைந்து பாதை வகுத்தன என்று பொதுவாக நம்பப் படுகிறது ! அந்த மூலக்கூறுகள் இணைந்து மீண்டும் சிக்கலான இரசாயன அமைப்புக் கலவைகள் உண்டாகி, முடிவிலே உயிர் மூலவி என்று சொல்லப்படும் ஒரு பிறவி உருவானது ! இப்படி மேற்போக்கில் பொதுவாகச் சொல்லும் ஒரு விளக்கத்தில் எவரொவரும் திருப்தி அடைய முடியாது.”

மில்லர் & ஆர்ஜெல் (Miller & Orgel in their Book “The Origin of Life on Earth -1974)

“நாம் மட்டும்தான் தனியாக (பிரபஞ்சத்தில்) உள்ளோமா ? என்று கேட்டால் அதற்கு எனது எளிய, சிறிய பதில் ‘இல்லை’ என்பதே ! எனது சிந்தனை நோக்குகள் மூன்று : முதலாவது விண்வெளிப் புறக்கோள்களில் வேறு உயிரினங்கள் இல்லை என்பது. இரண்டாவது ஓரளவு நிச்சமின்றி ஏதோ இருக்கலாம் என்பது. ஆனால் அங்கிருந்து விண்வெளியில் நமக்குச் சமிக்கை அனுப்புகிறது என்று நம்பாத நிலை. நான் விரும்பும் மூன்றாவது பூர்வாங்க உயிரினம் (Primitive Life) பொதுவாகப் பரவி இருக்கிறது. ஆனால் அறிவு விருத்தியடைந்த ஓர் உயிர்ப்பிறவி (Intelligent Life) வசிப்பது என்பது அபூர்வம்.”

ஸ்டீஃபன் ஹாக்கிங் (நாசாவின் 50 ஆண்டு நிறைவு விழா உரை)
“விண்வெளி வேலி விளிம்பைத் தள்ளி அப்பால் ஆராய்ந்தால் நாம் அவற்றைக் (உயிரினத்தைக்) காண முடியும் ! நம்மைப் போல் அவை இல்லாமல் போகலாம்.” - மைக்கேல் ஃபோர்மன்

“ஆனால் பிரம்மாண்டமான பிரபஞ்சத்தில் பிற கோள்களில் உயிரினம் இருக்காது என்பதை நம்புவது எனக்குக் கடினமாக உள்ளது. நம்மைப் போன்ற உயிரினம் வேறு கோள்களில் நிச்சயம் வசிக்க வேண்டும்” - டகோவா டோய், ஜப்பானிய விமானி.

“நான் உறுதியாக நம்புகிறேன், நாம் (உயிரினத்தை) காணப் போகிறோம், என்ன வென்று விளக்க முடியாத ஒன்றை.” - கிரிகரி ஜான்ஸன்.

“ஐரோப்பியக் கடற்பயணத் தீரர்கள் கடந்த காலத்தில் பயணத்தைத் துவக்குவதற்கு முன்பு கடல் தாண்டிச் சென்றால் என்ன காணப் போகிறோம் என்று அறியாமல்தான் புறப்பட்டார். அண்டவெளியில் பயணம் செய்யும் போது நாமும் என்ன காண்போம் என்பதை அறிய மாட்டோம். அந்தச் அறியாமைதான் நம் பயணத்துக்கு மகத்துவம் அளிக்கிறது. நான் நிச்சயம் நம்புகிறேன். ஒருநாள் நாம் காணப் போகிறோம், நமக்குப் புரியாத ஒன்றை !” - டாமினிக் கோரி, எண்டவர் குழுத் தளபதி

“வேறு அண்டவெளிக் கோள் உயிரினத்துடன் (Extraterrestrial Life) புவி மனிதர் தொடர்பு கொள்ள வெகுகாலம் ஆகலாம் ! துரதிட்டவசமாக நமது விண்வெளிப் பயணங்கள் எல்லாம் இன்னும் குழந்தை நடைப் பயிற்சியில்தான் உள்ளன!” - ரிச்சர்டு லின்னென்.

நாசா எண்டவர் விண்வெளி மீள்கப்பல் விமானிகள் (மார்ச் 200

பிரபஞ்சத்தில் பூர்வாங்க உயிரினச் செல்கள் எப்படித் தோன்றின ?

பூர்வாங்க பூமியிலே எப்படி உயிரினம் ஆரம்பமானது என்றோ அல்லது பிரபஞ்சத்தில் வேறு எங்காவது உயிரினம் தோன்றியிருக்க வாய்ப்புள்ளது என்றோ உறுதியாக நாம் சொல்ல முடியாத நிலையில் இருக்கிறோம் ! எங்கே முதலில் உயிரின மூலாதார உற்பத்தி ஆரம்பமானது என்பதற்குப் பல்வேறு கோட்பாடுகள் இருக்கின்றன. வான உயிரியல் (Astrobiology) விஞ்ஞானம் என்பது பிரபஞ்சத்தில் உயிரினத்தைப் பற்றிய கல்வி. அந்தப் பல்துறை அடைப்படைப் புது விஞ்ஞானம் உயிரினத்தின் மூலாதாரம், தோற்றம், பங்களிப்பு, முடிவு ஆகியவற்றையும் எங்கே அந்த உயிரினம் இருக்கலாம் என்றும் புகட்டுகிறது. பூமியிலே எப்படி உயிரினங்கள் ஆரம்பத்தில் உருவாயின என்று உளவிட விஞ்ஞானத்தின் பல்வேறு பகுதிகளில் ஒருவர் ஆழ்ந்து ஈடுபட வேண்டும். அந்த சிக்கலான கேள்விக்கு விடைகாணப் பௌதிகம், இரசாயனம், உயிரியல், வானியல் (Physics, Organic & Inorganic Chemistry, Biology & Astronomy) ஆகிய விஞ்ஞானப் பிரிவுகள் தேவைப்படுகின்றன.

கடந்த 50 ஆண்டுகளில் விஞ்ஞானிகள் புரிந்த மூலாதார விண்வெளிக் கண்டுபிடிப்புக்கள் மூலம் பூமி உண்டான போது ஆரம்ப காலங்களில் “தன்னினம் பெருக்கும் சிக்கலான செல்கள்” (Self-Replicating Complex Cells) உதித்த போக்கு முறைகள் தெளிவாகின்றன ! உயிரின மூலாதாரக் குறிப்புக்கு அண்டக்கோளின் ஆரம்பகாலச் சூழ்வெளி அறியப் படவேண்டும். துரதட்டவசமாக பூகோளத்தின் துவக்கத்தில் உயிரினத் தோற்றத்துக்கு உதவும் சூழ்வெளியின் வாயுக்கள், தள உஷ்ணம், வாயு அழுத்தம், தள இரசாயனம், காற்றில் நீர்மை (Moisture), கடல்நீரின் pH அளவு (pH —> 0-14 Scale Measurement of Water Acidity/Alkalinity) போன்ற சான்றுகள் எவையும் உறுதியாக அறியப்பட வில்லை. உயிரினத் தோற்ற முதலில் உளவுகள் பூர்வப் பாறைகளில் உள்ள கார்பன், ஆக்ஸிஜன் கலவையைக் காட்டினாலும் தர்க்கத்தில் சிக்கி அவை நிச்சயம் ஆகவில்லை. ஆயினும் பூமி தோன்றிய முதல் பில்லியன் ஆண்டுகளில் உயிரினம் உதிக்க ஆரம்பித்தது என்பதில் விஞ்ஞானிகளிடையே உடன்பாடு ஏற்பட்டிருக்கிறது.

உயிரின இரசாயனத்தின் (Biochemistry) இரு மகத்தான மைல்கற்கள்

உயிரினம் என்பது இரசாயன இயக்க விளைவு (Chemical Phenomenon) என்பதை நாம் அறிவோம். பூமியின் உயிரின முளைப்பு அடிப்படைக்குப் “பிறவித் தாதுக்களான டியென்னே & ஆரென்னே” (Genetic Materials DNA & RNA) ஆகிய இரண்டும் மற்றும் புரோட்டின், (Protein & Membrane Components) (Biological Membrane -A Continuous Layer of Fat Molecules that encloses a Cell] ஆகியவையும் காரணமானவை. டியென்னே என்பது மூன்று மூலக்கூட்டுகள் (Nucleic Acid Bases +Sugars +Phosphates) கொண்ட “இரட்டை நெளிவு” (Double Helix). புரோட்டின் அமினோ அமிலத்தில் ஆனது.

1950 ஆண்டுகளில் அமெரிக்க இரசாயன விஞ்ஞானிகள் ஹரால்டு யுரே & ஸ்டான்லி மில்லர் [Harold Urey (1893-1981) & Stanley Miller (1930-)] ஆகியோர் இருவரும் எப்படி உயிரின அமைப்பு மூலக்கூறு அமினோ அமிலம் (Amino Acid —> Water-soluble Organic Molecule with Carbon, Oxygen, Hydrogen & Nitrogen containing both Amino Group NH2 & COOH) பூர்வாங்கப் பூமியின் புழுதிக் கடலில் முதலில் தோன்றியிருக்கும் என்னும் முக்கியமான சோதனையை ஆய்வுக் கூடத்தில் செய்து காட்டினார்கள் !

விஞ்ஞான உளவுக்கு வால்மீன்கள் ஏன் முக்கியமானவை ?

சிக்கலான ஆர்கானிக் மூலக்கூறுகள் விண்பாறைகளிலும், வால்மீன்களிலும் (Asteroids & Comets) இருப்பதை விஞ்ஞானிகள் பல சோதனைகள் மூலம் கண்டுபிடித்திருக்கிறார்கள். சில விஞ்ஞானிகள் பரிதியைச் சுற்றிவந்த ஆரம்பகால வால்மீன்கள் வழி தவறிப் பூமியின் சுற்று வீதியில் புகுந்து வீழ்ந்திருக்கலாம் என்றும் அப்போது அவற்றிலிருந்து ஏராளமான ஆர்கானிக் இரசாயனக் கலவைகள் பூமியில் பொழிந்திருக்கலாம் என்றும் கருதுகிறார். அத்துடன் பூமி உருவான பிறகு அதன் மீது ஏராளமான விண்கற்கள், வால்மீன்களின் தாக்குதல் இருந்ததாகச் சான்றுகள் மூலம் அறிய வருகிறது. அப்போதுதான் வெளிக்கோள் ஒன்று பூமியைத் தாக்கி நிலவு உருவானது. வால்மீன்கள் பேரளவு நீர் வெள்ளத்தைப் பூமியில் கொட்டியதுடன், அதன் ஆர்கானிக் கூட்டுகளையும் இறக்கின ! விண்கற்களிலும் வால்மீன்களிலும் சிக்கலான “அமினோ அமிலம்” போன்ற இரசாயன மூலக்கூறுகள் இருக்கின்றன. 1969 இல் ஆஸ்திரேலியாவில் விழுந்த மர்சிஸன் விண்கல்லில் (Murchison Meteorite) கார்பன் கூட்டுப் பொருளும் இரண்டுவித அமினோ அமிலமும் (A Carbonaceous Chondrite & Two Types of Amino Acids) இருந்தது தெரியவந்தன. அப்படி விண்கற்களும், வால்மீன் சிதைவுகளும் விழுந்து பூமியில் சிந்திய அமிலோ அமிலம் போன்ற உயிராக்கப் புரோட்டின் மூலக்கூறுகள் பூதளத்திலும் கடல் நீரிலும் விழுந்து உயிரினச் செல்களை உற்பத்தி செய்திருக்க வேண்டும் என்று ஊகிக்கப் படுகிறது. மேலும் சிக்கலான ஆர்கானிக் மூலக்கூறுகள் கனத்த மோதுதலில் சிதைந்து போக மாட்டா என்றும் பூமியில் செய்த சோதனைகளில் நிரூபிக்கப் பட்டிருக்கின்றன !

4.6 பில்லியன் ஆண்டுக்கு முன்பு சூரிய மண்டலம் உண்டான அதே ஆரம்ப காலங்களில் வால்மீன்களும் தோன்றி யிருக்கலாம் என்று வைத்துக் கொள்ளலாம். ஆனால் பரிதியும் அதன் கோள்களும் பன்முறை மாறியது போல் வால்மீன்கள் அடுத்தடுத்து மாற வில்லை ! காரணம் வால்மீன்கள் சிறிய வடிவம் கொண்டவை. கோள்களில் ஏற்பட்ட பேரளவு பூகம்பங்கள் போல் வால்மீனில் நிகழ்ந்து கொந்தளிப்புகள் நேர வாய்ப்புக்கள் இல்லை ! அவற்றில் கதிரியக்க உலோகங்கள் எவையும் தங்கி வெப்பம் ஊட்டி மாற்றியதாகவும் தெரியவில்லை.

பிற அண்டங்கள் பொழிந்து பூகோளத்தில் உயிரினத் தோற்றம்

உயிரனப் பிறப்புக்கும் விருத்திக்கும் வேண்டிய மூலாதாரங்கள்:

1. ஏராளமான, நிலையான நீர் வளம்

2. கூடாமலும் குன்றாமலும் மிதமான தொடர்ந்து கட்டுப்பாடாகும் எரிசக்தி (வெப்பம்)

3. இரசாயன மூலக்கூறுகள் /ஆர்கானிக் மூலக்கூட்டுகள்

4. உயிரனப் பெருக்கத்திற்கு ஏற்ற வினையூட்டி. (A Reproductive Mechanism)

உயிரின இயக்க வாழ்வுக்கு முக்கியமான முறைகள்

1. வளர்ச்சிக்கும் இயக்கத்துக்கும் வேண்டிய உயிரினத்தின் இரசாயன வினையியல் (Metabolism)

2. சந்ததி விருத்திக்கு வேண்டிய உயிரினப் புணரியல் (Reproductive Life Process)

3. உஷ்ணம், அழுத்தம், வெப்பக் கட்டுப்பாடு போன்ற சூழ்வெளி வாயு இயக்கவியல் (Evolution through Interaction with the Environment)
[தொடரும்]

தகவல்:

Picture Credits: NASA, JPL; National Geographic; Time Magazine, Astronomy Magazine.

1. Our Universe - National Geographic Picture Atlas By: Roy A. Gallant (1986)
2. 50 Greatest Mysteries of the Universe - Did Comets Bring Life to Earth ? (Aug 21, 2007)
3. Astronomy Facts File Dictionary (1986)
4. The Practical Astronomer By Brian Jones & Stephen Edberg (1990)
5. Sky & Telescope - Why Did Venus Lose Water ? (April 200
6. Cosmos By Carl Sagan (1980)
7. Dictionary of Science - Webster’s New world (199
8. The Universe Story By : Brian Swimme & Thomas Berry (1992)
9. Atlas of the Skies - An Astronomy Reference Book (2005)
10 National Geographic Picture of Our Universe By Roy Gallant: (1986)
11 Universe Sixth Edition By: Roger Freedman & William Kaufmann III (2002)
12 Physics for the Rest of Us By : Roger Jones (1992)
13 National Geographic - Frontiers of Scince - The Family of the Sun (1982)
14 National Geographic - Living with a Stormy Star - The Sun (July 2004)
15 The World Book of Atlas : Anatomy of Earth & Atmosphere (1984)
16 Earth Science & Environment By : Dr. Graham Thompson & Dr. Jonathan Turk (1993)
17 The Geographical Atlas of the World, University of London (1993).
18 Hutchinson Encyclopedia of Earth Edited By : Peter Smith (1985)
19 The Origin of Earth (www.moorlandschool.co.uk/earth/earthorigin.htm)
20 Structure & Composition of Earth’s Atmosphere (http//:ess.geology.ufl.edu/)
21 History of Earth (www.mansfield.ohio-state.edu/) (March 31 2007)
22 Life in the Universe -What is Astrobiology ? By : Oratie P. Ehrenfreund.
23 The Beginning of Life & Amphiphilic Molecules By Janet Woo (August 2004)
24 NASA Endeavour Astronauts Debate Extraterrestrial Life By : Josh Hill, Rebecca Sato & Casey Kazan (www.dailygalaxy.com/) (May 14, 2008)
25 http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40207071&format=html
26 http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40301043&format=html
27 http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40507071&format=html
28 http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40507151&format=html
29 http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40601202&format=html
30 http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40601272&format=html
31 http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40703011&format=html
32 http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40703083&format=html
33 http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40703151&format=html

******************

jayabarat@tnt21.com [May 15, 2008]

Posted in விஞ்ஞானம் | No Comments »

பிரபஞ்சத்தின் மகத்தான ஐம்பது புதிர்கள் ! பூமியின் சிக்கலான உள்ளமைப்பு எப்படித் தோன்றியது ?

மே 9, 2008

கட்டுரை:28

சி. ஜெயபாரதன் B.E.(Hons) P.Eng (Nuclear) கனடா

அண்டவெளிக் களிமண்ணில்
ஆப்பமாய்ச் சுட்டுக்
குண்டான தீச்சட்டி இது !
குயவன்
முடுக்கி விட்ட பம்பரக்
கோளம் !
உடுக்க டித்துக் குலுக்கிடும்
மேளம் !
தொங்கிடும் பூமியில்
எங்கெங்கு வாழினும் இன்னல்தான் !
ஏழு பிறப்பிலும் தொல்லைதான் !
எப்புறம் நோக்கினும்
இயற்கையின்
பேய் ஆட்டந்தான் !
துளையிட்டு நோக்கப் பூமிக்குள்
நுழைய இயலாது !
கடற்தட்டு துடித்தால்
சுனாமி !
குடற்தட்டு நெளிந்தால்
பூகம்பம் !
நிர்மூல மாக்கும் நிலச்
சூறாவளி
சூழ்வெளி மட்டும் மாசாக வில்லை !
ஆழ்ந்த பூமிக் குள்ளும்
ஆறாத புண்கள் !

“ஹோரேசியோ ! கற்பனையில் தோன்றிய உனது வேதாந்தக் கருத்துக்களை விட மேம்பட்ட தகவல் பூமியிலும் விண்ணுலகிலும் நிரம்ப உள்ளன !”

வில்லியம் ஷேக்ஸ்பியர் (ஹாம்லட் நாடகம்) (1564-1616)

‘எனக்கு முன்பு அண்ட வெளியில் மனிதர் தேடிய இடத்தைத் தாண்டி, அதற்கும் அப்பால் என் கண்கள் பிரபஞ்சத்தை ஆழமாய் நோக்கிச் சென்றன.’

வில்லியம் ஹெர்ச்செல் (1738-1822)

உலகின் கண்களுக்கு நான் எப்படி தோன்றுகிறேன் என்பது எனக்குத் தெரியாது. கடற்கரையில் விளையாடும் ஒரு சிறுவன், இன்றோ நாளையோ ஏதோ ஓர் அபூர்வக் கூழாங்கல் அல்லது எழிற் சிப்பியைக் கண்டெடுப்பது போல எனக்குத் தெரிகிறது. ஆனால் கண்டு பிடிக்க முடியாதபடி மாபெரும் உண்மைக் கடல் என் கண்முன்னே பரந்து கிடக்கிறது.

ஸர் ஐஸக் நியூட்டன் (1642-1727)

அகிலத் தூசி சேர்ந்து துகளாகி, துகள்கள் மண்ணாகி, மண் கட்டியாகி உருண்டு சிறு கோளாகி முடிவாக ஓர் பெரும் அண்டகோள் ஆனது ! இந்த “ஈர்ப்புத் திரட்சி முறையில்” (Accretion Process) 6 மைல் (10 கி.மீ.) விட்ட அளவுள்ள ஒரு சிறு பூமி உண்டாகச் சுமார் 100 மில்லியன் ஆண்டுகள் ஆகலாம் !

ஆட்டோ ஸ்மித் (Otto Schmidt) (1944)

அண்டக்கோள் (Planet) என்பது என்ன ?

ஈர்ப்புத் திரட்சியால் (Accretion Process) சூப்பர்நோவாவின் வாயுப் பிண்டத்தை இழுத்துக் கோள வடிவமாகும் ஓர் அண்டம். ஒரு கோள் தன்னச்சில் சுழன்று முக்கியமாக ஒரு சுயவொளி
விண்மீனை வட்ட வீதிலோ அல்லது நீள்வட்ட வீதிலோ சுற்றும். தனது சுற்றுவீதியில் குறுக்கிட்ட விண்கற்கள், வால்மீன்கள், எரி விண்மீன்கள், விண்தூசிகள் ஆகியவற்றைப் பற்றிக் கொள்ளும் திறமுடையது. அண்டக்கோள் ஓர் ஈர்ப்புக் கிணறு (Gravity Well). சுயவொளி விண்மீன் உண்டாக்கும் பிணைப்புச் சக்தியால் உற்பத்தியான மூலகங்களை இழுத்துக் கொள்ளும். பொதுவாக ஒரு காந்த மண்டலமும் கொண்டது.

பூகோளத்தின் புதிரான மேற்தட்டு, நடுத்தட்டு, உட்கரு

விஞ்ஞானிகளுக்கு இன்றும் விடுவிக்க முடியாத ஒரு பெரும் புதிராக இருந்து வருவது பூகோளத்தின் கொந்தளிக்கும் விந்தையான உட்புற அமைப்பு ! ஆழமாய்த் துளையிட்டுப் பூமியின் மையத்தைக் கண்ணாலும், கருவியாலும் நோக்க முடியாது ! பல கோடி ஆண்டுகளுக்கு முன்பு பூமி சேயாகப் பிறந்த காலம் முதல் தொடர்ந்து உருமாறிக் கொண்டே வருகிறது. முதல் பில்லியன் ஆண்டுகளில் உருவான அதன் மேற்தட்டு, நடுத்தட்டு, உட்கரு (Crust, Mantle & Core) மூன்றும் மென்மேலும் விருத்தி அடைந்துள்ளதாக ஊகிக்கப்படுகிறது. ஆனால் அவை எப்படி உருவாயின என்பதற்கு உள்ள விஞ்ஞான ஆதாரங்கள் மிகச் சொற்பம். ஒருவேளை ஆரம்பித்திலே ஓரினச் சீர்மைத் திணிவு நிறை (Homogeneous Mass) ஓரளவு அல்லது பூராவும் உருகி ஈர்ப்புச் சக்தி கனமான பிண்டத்தில் பகுதியைத் திரவமாகவும், பகுதியைத் திடவமாகவும் (Partly Liquid & Partly Solid) திரட்டி யிருக்கலாம் ! திடவப் பிண்டம் (Solid Matter) உட்கருவாகவும், அதைப் போர்த்தும் சூடான திரவப் பிண்டம் (Liquid Hot Matter) நடுத்தட்டாகவும் அமைந்து விட்டன என்று கருதலாம் ! நடுத்தட்டுக்கு மேல் மெல்லியதான மேற்தட்டு பரவி 3.5 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன்னே நிலையாகப் போனது ! அதற்குப் பிறகும் நீண்ட காலமாக மாறுபாடாகி சிக்கலான முறையில் மேற்தட்டு வடிவாகியுள்ளது.

4.6 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன்பு நமது சூரிய குடும்பம் தோன்றியது என்று கணிக்கப் படுகிறது ! சுமார் 7 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன்பே பூமியின் பெரும்பான்மையான திணிவுப் பிண்டம் (Matter) சூபர்நோவா (Supernova) மூலமும் விண்மீன்களின் கொடையாலும் சேர்ந்தது என்றும் அறியப்படுகிறது. அதனால் 4.6 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன்பே பூமியின் முழு வடிவம் உருவாகி இருக்க வேண்டும் என்று யூகிக்கப் படுகிறது. அதிலிருந்து பூகோளம் பல்வேறு முறைகளில் மாறியுள்ளது. ஆரம்பத்தில் பூமி உருவாகும் போது வெப்பத்தாலும், ஈர்ப்புச் சக்தியாலும் கொந்தளிப்புச் சேமிப்புடன் திரண்ட வடிவம் கரடுமுரடாக உருவானது.

பரிதி மண்டலத்தின் மற்ற கோள்கள் உண்டான அதே சம காலத்தில்தான் பூகோளமும் சூரியனை மையமாக வைத்துச் சுற்றிக் கொண்டு உருவானது. அனுமானிக்கப் பட்ட கோள வடிவான சூப்பர்நோவா போன்ற ஒரு பேரண்டம் (Large Body Like Supernova) ஆப்பம் போல் சுற்றிக் கோள்கள் தோன்றின என்னும் கோட்பாடு ஒப்புக்கொள்ளப் பட்டிருக்கிறது. முதலில் குளிர்ந்த சேய் பூமி (Proto Baby Earth) விரைவாகச் சூடாகி 100 மில்லியன் ஆண்டுகளில் அதன் உலோக உட்கரு (Metallic Core) உருவாகி யிருக்கலாம். ஆரம்ப காலத்தில் சேய் பூமியை அடுத்துத் தொடர்ந்து ஏராளமான விண்கற்கள், வால்மீன்கள், எரியும் விண்மீன்கள் (Asteroids, Comets & Meteories) தாக்கின ! பேபி பூமியின் மேல் புறத்தில் கொந்தளிக்கும் திரவம் (Exterior Molten Skin) இருந்திருக்கலாம், அந்த கனல் திரவம் உஷ்ணம் தணிந்து பிறகு மேல்தட்டு (Crest) உண்டாகி இருக்கலாம்.

பூகோள வரலாற்றின் ஆரம்பத்திலே புற அண்டம் ஒன்று பூமியைத் தாக்கி அதன் துணைக்கோள் நிலவு தோன்றியது என்று கருதப்படுகிறது. இரண்டாம் முறைத் தாக்குதலில் பூமியின் மேற்தட்டு (Crest) அழிந்து போனது. 3.8 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்குப் பிறகு தற்காலம் வரைப் பிழைத்த பாறைகள் பஸால்ட் மூடிய ஸிலிகா பாறை மேற்தட்டாக (Crest of Silicic Rocks Embedded in Basaltic layer) உலகம் பூராவும் படிந்துள்ளன ! அப்போதுதான் “மேலெழுச்சி பூதட்டு நகர்ச்சி” (Convection-Driven Plate Tectonics) உந்தப்பட்டு பேபிக் கண்டங்கள் (Proto-Continents) நகரத் தொடங்கி இருக்க வேண்டும்.

ஆரம்ப காலத்துப் பூகோளத்தில் தோன்றிய வாயுச் சூழ்வெளியில் பெரும்பான்மையாக நைடிரஜன், கார்பன் டையாக்ஸைடு அம்மோனியா, மீதேன், சிறிதளவு நீரும் இருந்தன. இவை யாவும் இரசாயனச் சேர்க்கையில் பின்னால் ஆர்கானிக் மூலக்கூறுகள் ஆயின. 3.85 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன்பு அவற்றிலிருந்துதான் பூர்வீக ஒற்றைச் செல் பாக்டீரியா (Primitive One-Celled Bacteria) உற்பத்தியானது. அதன் பின் உயிரின ஜந்துகள் பெருகி சூரிய ஒளிச்சேர்ப்பு முறையால் பேரளவு ஆக்ஸிஜன் சூழ்வெளியில் பெருக ஆரம்பித்தது.

பூமியின் உள்ளமைப்புத் தோற்றம் !

பூமியின் சிக்கலான உள்ளமைப்பைப் பொதுவாக மூன்று பகுதிகளாகப் பிரிக்கலாம். மற்றும் சில உட்பிரிவுகளோடு ஐந்து பகுதிகளாக வகுக்கலாம். மேற்தட்டு, மேல் நடுத்தட்டு, கீழ் நடுத்தெட்டு, உட்கரு, புறக்கரு. (Crust, Upper Mantle, Lower Mantle, Outer Core & Inner Core) என்று ஐந்து பகுதிகளாகப் பாகம்படும்.

1. மேற்தட்டின் தடிப்பு மெல்லியது. பூமியில் 20 மைல் (32 கி.மீ) ஆழத்திலிருந்து ஆரம்பித்து இமயமலை உச்சி வரை உயர்ந்து மேடு பள்ளமாய் இடத்துக்கு இடம் மிகவும் மாறுபடுகிறது. காண்டங்களில் 5 மைல் (8 கி.மீ.) ஆழத்தில் பாறையாயும் (Granite), கடலுக்குக் கீழ் பஸால்டாகவும் (Basaltic) உள்ளன. மேற்தட்டு பலதடவை வெப்பத்தால் அழிந்து மீண்டும் உருவானது என்று கருதப்படுகிறது. கடுமையான சூரிய உஷ்ணத்தால் மேற்தட்டு உருகிச் சிதைந்தால் அதன் மீது வாழும் உயிரினங்கள் அனைத்தும் மாண்டு போகலாம். பூமியின் வாயுச் சூழ்வெளி குடை பிடித்து சூரியனின் உக்கிரக் கனல் மேற்தட்டைப் பாதிக்காமல் பாதுகாக்கிறது !

2. மேற்தட்டுக்குக் கீழாக 375 மைல் (600 கி.மீ) ஆழம் வரை இருப்பதை மேல் நடுத்தட்டு என்ற பெயரில் குறிப்பிட்டு அதை மேலரங்கம், கீழரங்கம் (Upper Zone & Lower Zone) என்று இரண்டாக வெவ்வேறு P-அலை வேகத்தில் பிரிவு செய்யப்படுகிறது.

3. கீழ் நடுத்தட்டு பூமியிலிருந்து 1800 மைல் (2900 கி.மீ) ஆழத்தில் செல்கிறது. மேல் நடுத்தட்டு, கீழ் நடுத்தட்டு இரண்டிலும் தாது மூலகப் பாறை (Peridotite - Mineral Rock) நிரம்பியுள்ளது.

4. புறக்கரு பெரும்பான்மையாக திரவ இரும்பு, நிக்கல் உலோகத்தைக் கொண்டது. இந்த திரவ அரங்கம் 3200 மைல் (5120 கி.மீ.) ஆழம் வரைச் செல்வது. இந்த அரங்கத்தில் மேலெழுச்சிக் கொந்தளிப் போட்டம் (Dynamo Action of Convection Currents) உள்ளதால் பூமியின் காந்த மண்டல (Earth’s Magnetic Field) விரிப்புக்கு ஏற்புடையதாகிறது.

5. உட்கரு 800 மைல் (1300 கி.மீ) விட்டமுள்ள ஓர் உலோகத் திடக் கோளம் (Solid Metal Globe) ! ஈர்ப்புச் சக்தியால் அங்குள்ள அழுத்தம் : பூதளத்தில் உள்ள அழுத்தத்தைப் போல் மூன்றரை மில்லியன் மடங்கு (35000 kg/mm^2) மிகையானது !

ஓய்வில்லாமல் உப்பிடும் இன்றைய பூகோளம் !

பல மில்லியன் ஆண்டுகளாக படிப்படியாக மிக மெதுவாகப் பூகோளத்தின் பூத வடிவம் மாறி வருகிறது ! 4.5 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன் தோன்றிய ஆரம்ப காலத்து விட்டம் 4000 மைல் (6600 கி.மீ.). 3.5 பில்லியன் ஆண்டில் அதன் விட்டம் 4800 மைலாக (8000 கி.மீ.) விரிந்தது. 2.8 பில்லியன் ஆண்டில் 5280 மைல் (8800 கி.மீ) விட்டமும், 600 மில்லியன் ஆண்டுகளில் 7200 மைல் (12000 கி,.மீ.) விட்டமும் இருந்து, இப்போது 7850 மைல் (12750 கி.மீ.) விட்டம் கொண்டுள்ளது. பூமியின் பூமத்திய விட்டம் 100 ஆண்டுகளுக்கு 5 அங்குலம் வீதம் நீள்கிறது ! பூதள உள்ளமைப்பில் உள்ள உலோகக் கனல் திரவம் கொந்தளிப்பதால் மேலெழுச்சி ஓட்டங்கள் (Convection Currents) நிகழ்கின்றன ! அந்த ஓட்டமே பூகோளத்தின் உந்துசக்தியாக (Driving Force) மலை மேடுகளை உண்டாக்கியும், கண்ட நகர்ச்சியைத் (Continentel Movement) தூண்டியும் வருகிறது !

பூமியின் உள்ளமைப்பை மெய்யாக நமக்கு அறிவிப்பவை நேரிடைக் கணிப்பு ஆராய்ச்சிகள் இல்லை ! மாறாக பூமிக்குள் எப்போதாவது ஏற்படும் பூகம்ப நடுக்கத்தின் அதிர்ச்சி அலைகளே (Earthquake Shock Waves) பூமியின் உள்ளமைப்பை மறைமுகமாக நமக்கு அறிவிக்கின்றன ! மனிதரின் நேரிடை அறிவு பூமியின் மேற்தட்டை 5 மைல் (8 கி.மீ.) ஆழத் துளையிட்டுக் கண்டறிந்தவையே ! நிலவையும், செவ்வாய்க் கோளையும் தெரிந்துள்ள அளவு மனிதன் பூமிக்குக் கீழ் 20 மைல் (33 கி.மீ) ஆழத்தில் உள்ள அமைப்பை அறியக் கூடிய நேரிடைக் கருவிகளை இதுவரைப் படைக்க வில்லை !

சூரியனைக் கோண வட்டத்தில் சுற்றும் பூமியும் நிலவும்

பூமியின் கடல் அலைகளில் உயர்ச்சி நிலை, தாழ்ச்சி நிலை (High Tide & Low Tide) எனப்படும் இரண்டையும் நிலவும், பரிதியும் தனியாகவும், நேர்கோட்டில் அமைந்தும் உண்டாக்கும். அப்போது கடல் வெள்ளம் பூமியின் ஒருபுறம் நீளமாகும் போது மறுபுறம் குறுகும். பூமி சூரியனைச் சற்று முட்டை வடிவான வீதியில் சுற்றுகிறது. அதனால் ஒரு சமயம் பூமி தன் சராசரி தூரத்தை விட 1,500,000 மைல் (2,500,000 கி.மீ) விலகிச் செல்கிறது. ஆயினும் பூமி பாதுகாப்பான “உயிர்ச்சாதகக் கோளத்தில்” (Ecosphere) இயங்க முடிகிறது. இந்தப் பாதுகாப்பு வெப்ப அரங்கம் சுக்கிரன் சுற்றுவீதி முதல் செவ்வாய்ச் சுற்றுவீதி வரை நீடிக்கிறது. ஏதாவது இயற்கை விதி மீறி பூமியின் சுற்றுவீதி மாறிப் போய் சூரியனுக்கு அருகில் சென்றாலோ அல்லது விலகிச் சென்றாலோ பேரளவு வெப்ப மாறுதல் உண்டாகி உயிரினமும், பயிரினமும் பேரளவில் பாதிக்கப்படும். விலகிச் சென்றால் பூமியின் கடல் பூராவும் உறைந்து பனிக்கோள் ஆகிவிடும். நெருங்கிச் சென்றால் சுக்கிரனைப் போல் பூமியும் சுடுபாலையாய் ஆகிவிடும் !

பூமியின் சாய்ந்த அச்சுக் கோணம் (23.45 டிகிரி)

பூமி தோன்றிய காலத்தில் புற அண்டம் ஏதோ ஒன்று தாக்கி அதன் சுழல் அச்சு 23.45 டிகிரி சாய்ந்து போனது. அந்த சாய்ந்த அச்சால் பூமிக்குக் காலநிலை (வசந்த காலம், கோடை காலம், இலையுதிர் காலம், குளிர் காலம்) மாறுகிறது. இந்த சாய்ந்த அச்சின் கோணம் சுமார் 23.5 டிகிரியில் இம்மியளவு கோணம் கூடியோ அல்லது குன்றியோ பூமி சுற்றினால் காலநிலைக் கோளாறுகள் பேரளவு நேர்ந்து பூமியின் உயிர்னங்களும், பயிரினங்களும் பாதிக்கப்படும். சூடேறும் பூகோளமாய் ஒருபுறத்தில் ஆகும் போது, மறுபுறத்தில் குளிர் நடுங்கும் பனிக் கோளாய் ஆகிவிடும்.

பூமியின் பூத காந்த மண்டலம் !

சூரியனின் அசுரத்தனமான கதிர்ப்புயலைப் பாதுகாக்கும் ஒரு கவசமாகப் பூமியின் காந்த மண்டலம் உதவுகிறது. சூரியப் புயலில் அபாயகரமான மரண மின்னியல் கதிர்கள் பூமியை நோக்கி வீசுகின்றன. அவை யாவும் பூமியின் “வான் ஆலன் இரட்டை வளையங்களால்” (Van Allen Belts - Two Bands) தடுக்கப் படுகின்றன.

பூமியின் பூர்வீக ஏகக் கண்டம் பாங்கியா (Super-Continent Pangaea)

ஆரம்ப காலத்துப் பூகோளத்தில் சுமார் 200 மில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன்பு இப்போதுள்ள தனித்தனிக் கண்டங்கள் (ஆசியா, ஆ·பிரிக்கா, ஆஸ்திரேலியா, வட அமெரிக்கா, தென்னமெரிக்கா, அண்டார்க்டிகா) எல்லாம் நெருங்கி ஒட்டிக் கொண்டு இருந்தன ! அந்த ஒற்றைப் பெருங் கண்டம் “பாங்கியா பூதக்கண்டம்” (Super-Continent Pangaea) என்று குறிப்பிடப் படுகிறது. 135 மில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன்பு அவை மெதுவாகப் பிரியத் தொடங்கின ! முதலில் பூதக்கண்டம் வடகோளம் (Laurasia), தென்கோளமாக இரண்டாய்ப் (Gondwana) பிரிந்தது. 65 மில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன்பு இரண்டு பாதிகள் மேலும் பிரிந்து தற்போதுள்ள இடத்திற்கு நகர்ந்துள்ளன !

[தொடரும்]

தகவல்:

Picture Credits: NASA, JPL; National Geographic; Time Magazine, Astronomy Magazine.

1. Our Universe - National Geographic Picture Atlas By: Roy A. Gallant (1986)
2. 50 Greatest Mysteries of the Universe - How did the Solar System form ? (Aug 21, 2007)
3. Astronomy Facts File Dictionary (1986)
4. The Practical Astronomer By Brian Jones & Stephen Edberg (1990)
5. Sky & Telescope - Why Did Venus Lose Water ? [April 2008]
6. Cosmos By Carl Sagan (1980)
7. Dictionary of Science - Webster’s New world [1998]
8. The Universe Story By : Brian Swimme & Thomas Berry (1992)
9. Atlas of the Skies - An Astronomy Reference Book (2005)
10 National Geographic Picture of Our Universe By Roy Gallant: (1986)
11 Universe Sixth Edition By: Roger Freedman & William Kaufmann III (2002)
12 Physics for the Rest of Us By : Roger Jones (1992)
13 National Geographic - Frontiers of Scince - The Family of the Sun (1982)
14 National Geographic - Living with a Stormy Star - The Sun (July 2004)
15 The World Book of Atlas : Anatomy of Earth & Atmosphere (1984)
16 Earth Science & Environment By : Dr. Graham Thompson & Dr. Jonathan Turk (1993)
17 The Geographical Atlas of the World, University of London (1993).
18 Hutchinson Encyclopedia of Earth Edited By : Peter Smith (1985)
19 The Origin of Earth (www.moorlandschool.co.uk/earth/earthorigin.htm)
20 Structure & Composition of Earth’s Atmosphere (http//:ess.geology.ufl.edu/)
21 History of Earth (www.mansfield.ohio-state.edu/) (March 31 2007)

******************

jayabarat@tnt21.com [May 8, 2008]

Posted in விஞ்ஞானம் | 1 Comment »

பிரபஞ்சத்தின் மகத்தான ஐம்பது புதிர்கள் ! பூமியில் வாயுச் சூழ்வெளி எப்படி ஏற்பட்டது ?

மே 2, 2008

(கட்டுரை: 27)

சி. ஜெயபாரதன் B.E.(Hons) P.Eng (Nuclear) கனடா

கோடான கோடி ஆண்டுகளாய்
உயிர்களுக்கும், பயிர்களுக்கும்
ஓடும் நதிகளுக்கும்
ஓயாத அலைகளுக்கும்
வாயுக் குடை பிடிக்கும்
மாயத் தலைவன் யாரப்பா ?
அளப்பரிய இடி மின்னல்
சுழற்றி வீசும் சூறாவளி
அடுத்தடுத்து ஏவிடும்
அசுரனும் யாரப்பா ?
அகிலக்கதிர் பொழிவுகள் பூமியின்
அடித்தளம் நுழையும் !
அண்டக் கற்கள்
மண்டையில் விழாமல் சாம்பலாய்
எரிந்து போகும் !
பரிதியின் கொடுங்கதிர்கள் நம்மேல்
படாமல் பாதுகாத்து
காலநிலை மாறி
ஆழியாய்ச் சுற்ற வைக்கும்
ஊழ் நெறி முதல்வனின்
ஒரு புதிர் இதுவன்றோ ?

“பூமியில் எப்போது உயிரங்கள் தோன்றின என்பது எங்களுக்குத் தெரியாது. ஆனால் அவை 4.3 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன்பு உதித்திருக்கக் கூடும் என்று கருத ஆதாரம் உள்ளது. ஏனெனில் உயிரின வளர்ச்சிக்கு ஏற்ற மூன்று முக்கிய மூலாதாரங்கள் அப்போதிருந்தன ! முதலாவது வெப்ப ஒளிச்சக்தி உடைய சூரியன் ! இரண்டாவது அடிப்படை இரசாயன மூலகங்கள், மூலக்கூறுகள், (ஹைடிரஜன், ஆக்ஸிஜென், நைடிரஜன், கார்பன் போன்றவை) வால்மீனிருந்து சிக்கலான ஆர்கானிக் கூட்டுகள் ! மூன்றாவது பூமியில் நீர்வளம் சேமிப்பு ! பூகோளம் தோன்றி 200 மில்லியன் ஆண்டுகளுக்குள் உயிரின விருத்திக்கு வேண்டிய மூலாதாரங்கள் அனைத்தும் உண்டாகி விட்டன !”

மார்க் ஹாரிஸன் பேராசியர் பூதள இரசாயனம் (UCLA Geochemistry) (2001)

“பூமியில் உயிரினம் ஆரம்பமாக வால்மீன்கள் மோதிக் கொட்டிய நீர் வெள்ளம் சிறிதளவாகத்தான் இருக்க முடியும் ! தோற்ற காலத்திலிருந்தே பூமியில் ஏராளமான நீர் வெள்ளம் உண்டாகி இருக்க வேண்டும் ! பூமியின் விந்தையான வாயு மண்டல அமைப்பும் புதிராக இருக்கிறது ! நிலைப்பு மாறாத “உத்தம வாயுக்கள்” எனப்படும் கிரிப்டான், ஸெனான் (Extremely Stable Noble Gases - Krypton & Xenon) ஆகியவற்றின் கலப்பு பின்னம் பூமியில் உள்ளதைப் போலவே சூரியனிலும் இருக்கிறது. அதாவது பரிதி, பூமி இரண்டின் வாயு மண்டலக் கூட்டு மூலக்கூறுகள் ஒரே மூலத்திலிருந்து உதித்தவை. நீர் வெள்ளமும், வாயு மண்டலமும் பூமிக்கோள் உண்டான போதே தோன்றி உயிரினம் உதிக்க ஏதுவான சூழ்வெளியை ஏற்படுத்தியிருக்க வேண்டும்.”

நிகோலஸ் தௌஃபாஸ் (Nicolas Dauphas, University of Chicago, Illinois)

வாயுச் சூழ்வெளியின் மூலாதாரமும் உள்ளமைப்பும்

பூகோளத்தின் சூழ்வெளி அமைப்பு எப்படித் தோன்றியது என்பது இன்னும் தர்க்க முறையில்தான் இருந்து வருகிறது ! ஓரளவு உறுதிப்பாட்டில் விஞ்ஞானிகள் நம்பும் கோட்பாடு இதுதான் : 4.6 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன்பு பூமி உண்டான போது மிகவும் சூடாக இருந்ததால், சூழ்வெளி வாயுக்கள் தங்கி நிலவ வாய்ப்பில்லாது போயிற்று ! முதலில் தோன்றிய வாயு மண்டலத்தில் முக்கியமாகப் பேரளவில் ஹைடிரஜன், சிறிதளவில் அம்மோனியா, மீதேன் போன்ற வாயுக்கள் இருந்ததாக அறியப்படுகிறது. ! இரண்டாவது உண்டான சூழ்வெளியில் கொதித்தெழுந்த எரிமலைகள் கக்கிய துணுக்குகள் மூலம் நீராவி, கார்பன் டையாக்ஸைடு, நைடிரஜன் வெளிப்பட்டதாகத் தெரிகிறது. “வாயு வெளிப்பாடு” முறையில் (Volcanic Outgassing Process) உட்புறப் பூமி வாயுக்கள் வெளியே தள்ளிப்பட்டன என்று அறியப் படுகிறது. எரிமலைகள் மூலம் ஏராளமான நீராவி வெளியேறி மேக மூட்டம் உண்டாகி மழை பெய்து குழிகளில் நீர் வெள்ளம் நிரம்பியது. 4.3 பில்லியன் வருடங்களுக்கு முன்பு எரிமலைகளின் நீராவி வெளியேறி ஆயிரக் கணக்கான ஆண்டுகளாய் அவ்விதம் மழை வெள்ளம் சேமிப்பாகி ஏரிகளும், கடலும் நீர் நிரம்பின. நீர்த் தேக்கங்கள் இரசாயன, உயிரியல் முறைகள் மூலமாய்த் (Chemical & Biological Process) தற்போது நிகழ்வது போல் பேரளவில் கார்பன் டையாக்ஸைடு வாயுவை விழுங்கும் “முடக்கிகள்” (CO2 Gas Sinks) ஆக இருந்தன.

நைடிரஜன் வாயு சாதாரணமாக எவற்றுடனும் சேராததால் சூழ்வெளியில் பேரளவு (78%) சேமிப்பாயின ! ஆரம்பத்தில் சிறிதளவு ஆக்ஸிஜன் வாயுதான் உண்டானது. கடலில் வாழும் ஒற்றை மூலவி பாக்டீரியா (Single-Celled Bacterium in Ocean) உயிர்வாழ ஆக்ஸிஜன் தேவையில்லை ! 3.85 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன்பு ஆரம்ப காலத்தில் தோன்றிய பாக்டீரியா (Cyano-Bacteria) சூரிய ஒளிச்சேர்க்கை மூலம் (Photo Synthesis) நீர் மூலக்கூறைப் பிரித்து ஆக்ஸிஜனை ஏராளமாக (21%) வெளியாக்கியது. பல்லாயிரக் கணக்கான ஆண்டுகளாய் ஒளிச் சேர்க்கை முறையில் இவ்விதம் ஆக்ஸிஜன் வாயு வெளியாகிச் சேமிப்பாகியுள்ளது. சூரியனின் “புறவூதா பிரிப்பு” (Photo-Chemical Dissociation) மூலம் நீர் மூலக்கூறு பிரிக்கப்பட்டு ஆக்ஸிஜன் 1%-2% அளவு சேர்ந்தது என்றும் அறியப்படுகின்றது.

பூமியில் வியப்பான பாதுகாப்பு வாயுக்குடை மண்டலம் !

பிரபஞ்சத்தின் தீராத புதிர்களில் ஒன்று பூமியைப் போன்ற அண்டைக்கோள் செவ்வாயில் நிலைபெறாமல் போன வாயுச் சூழ்வெளி ! அடுத்த புதிர் பூமியில் மட்டும் சீரான ஒரு வாயுச் சூழ்வெளி எப்படி நிரந்தரமானது என்பது ! பரிதியின் அகக்கோள்கள் எதிலும் உயிரின வளர்ச்சிக்கும் விருத்திக்கும் பூமியைப் போல் சூரிய வெப்பத்தையும், ஒளிக்கதிரையும் கட்டுப்படுத்தும், மித உஷ்ண வாயு மண்டலம் கிடையாது ! பாதுகாப்பு வாயுக் குடை பூகோளத்தைச் சுற்றிலும் போர்த்தி இருப்பதை ஒப்புமையாகக் கூறினால் அது ஓர் ஆப்பிள் பழத்தின் மெல்லிய தோலைப் போன்றதே ! கோடான கோடி ஆண்டுகளாய்ப் பூகோளத்தின் பூத ஈர்ப்புச் சக்தி வாயு மண்டலத்தை அழுத்தி இழுத்து வைத்திருப்பதோடு அதனைப் பிறக்கோள்கள் களவாட முடியாதவாறும் கண்காணித்து வருகிறது ! பூதளக் கவர்ச்சி காற்று மண்டலத்தின் பாதி எடையைத் தரை மட்டத்திலிருந்து மூன்றரை மைல் (6 கி.மீ.) உயரம் வரை அழுத்திப் பிடித்துக் கொண்டிருக்கிறது. காற்றால் மாறுபடும் காலநிலை வேறுபாடுகள் சுமார் 12 மைல் (20 கி.மீ.) உயரம் வரை நிகழ்ந்து வருகின்றன !

சூரிய வெப்பக் கதிர்களை வாயு மண்டலம் பாதுகாப்பது எப்படி ?

பரிதியை நீள்வட்டத்தில் சுற்றி வரும் பூமி குளிர்ந்து போன சூனிய மண்டலத்தில்தான் பயணம் செய்கிறது. அந்த சூனிய வெளியில் மிகச் சிறிதளவு வெப்பம் இருந்தாலும், சிதறிக் கிடக்கும் வாயு மூலக்கூறுகள் (Gas Molecules) சூரியனால் சூடாகி 2000 டிகிரி C உஷ்ணம் அடைகிறது. அதே சமயத்தில் பரிதியின் கடுமையான மேற்தள உஷ்ணம் சராசரி 6000 டிகிரி C. அந்த அசுர உஷ்ணம் வாயு மண்டலத்தால் மிதமாக்கப் படாது நேராகத் தாக்கினால் பூமியில் உள்ள எந்தப் பண்டத்தையும் உருக்கித் திரவ மாக்கிவிடும் ! ஆனால் ஹைடிரஜன் வாயுப் பிழம்புள்ள சூரியனின் “வண்ணத் தீக்கோளம்” (Chromosphere) ஒரு மில்லியன் டிகிரி உஷ்ணத்தில் பேரளவு சூடேறி உள்ளது ! அந்த வண்ணத் தீக்கோளத்திலிருந்தும் கோடிக் கணக்கான மற்ற சுயவொளி விண்மீன்களிலிருந்தும், அண்டவெளி வடிவுகளிலிருந்தும் (Heavenly Bodies) ரேடியோ அலைகள் தொடர்ந்து வருகின்றன. பரிதி மண்டலத்துக்கு அப்பால் விண்வெளியிலிருந்து ஊடுருவிச் செல்லும் “அகிலக்கதிர்கள்” (Cosmic Rays) பூமி நோக்கிப் பொழிகின்றன ! மேலும் பூகோளத்தைக் காமாக் கதிர்கள், எக்ஸ்ரே கதிர்கள், புறவூதாக் கதிர்கள் (Ultra-Violet Rays) போன்றையும் தொடர்ந்து தாக்கி வருகின்றன ! அத்துடன் சூரிய மண்டல விண்கற்கள் இடுப்பணியிலிருந்து (Solar System Asteroid Belt) பொடிப்பொடி விண்கற்கள் (Micro Meteorites) பூமியை நோக்கி எப்போதும் பொழிந்த வண்ணம் உள்ளன !

பூகோளத்தைத் தாக்கும் இந்த பயங்கரப் பொழிவுகள் பொதுமக்களைப் பாதிக்காமல் பாதுகாத்து வருவது எது ? பரிதியின் வெப்பக்கதிர்கள் மனிதர் மீது படாதபடி வாயு மண்டலம்தான் மிதமாக்குகிறது ! விண்கற்கள் தலையில் விழுவதற்கு முன்பே வாயு மண்டலம் அவற்றை எரித்துச் சாம்பலாக்குகிறது ! பரிதியின் கொடூர புறவூதாக் கதிர்களை (Ultra-Violet Rays) பூமியின் வாயுக்குடை பல மைல் உயரத்திலே தடுத்து அயான் மின்னிகளாய்ப் பிரித்து (Ionized as Ions in Layers) அயான்கோளத்தில் (Ionosphere) தங்கச் செய்கிறது ! அதுபோல் “உட்சிவப்பு” வெப்பக் கதிர்கள் (Infra-Red Heat Radiation) கீழுள்ள வாயுச் சூழ்வெளியில் விழுங்கப் படுகின்றன. அகிலக் கதிர்வீச்சு (Cosmic Radiation) வாயு மண்டலத்தில் மோதிப் பல்வேறு மேஸான் துகள்களாய் (Various Meson Particles) மாறுகின்றன !

பூகோள ஈர்ப்புச் சக்தியின் வாயுக்கோளக் கட்டுப்பாடு

வாயு மண்டலத்தை பூதளம் முழுவதும் இழுத்து அழுத்தமாய் வைத்திருப்பது அதன் பூத ஈர்ப்புச் சக்தியே ! வாயு மண்டலத்தின் வாயு மூலக்கூறுகளையும், வாயு அணுக்களையும் பிற அண்டங்கள் கவர்ந்து வெளியேறாதவாறுத் தடுப்பதும் பூமியின் ஈர்ப்புச் சக்தியே ! அதனால் அடுக்கடுக்காய் அமைந்து மேலிருந்து கீழாகப் பூமியில் வாயு அழுத்தம் படிப்படியாய்ப் பெருகிப் போர்வைபோல் மூடியுள்ளது. முக்கால் பங்கு காற்று மண்டலம் தரையிலிருந்து 29,000 அடி உயரம் வரை (8840 மீடர்) (மௌண்ட் எவரெஸ்ட் உயரம்) பரவியுள்ளது. பேரளவு உச்சத்தில் பறக்கும் விமானம் சுமார் 22 மைல் (35 கி.மீ) உயரத்தில் மெல்லிய வாயுச் சூழ்வெளியில் பறக்கிறது. பூகோளச் சூழ்வெளி வாயுக்களின் எடை சுமார் 5000 மில்லியன் மில்லியன் டன் ! (50 X 10^14 Tons) என்று கணிக்கப் படுகிறது. கீழே பூதளத்துக்கு அருகில் 17 மில்லியன் மில்லியன் டன் “ஆவி நீர்” (Water Vapour) வாயுக்களோடு ஒன்றாய்க் கலந்துள்ளது. சூழ்வெளி மண்டலத்தில் பரவிய வாயுக்கள் : நைடிரஜன் 78%, ஆக்ஸிஜன் 21% மற்ற வாயுக்கள் 1%. அத்துடன் ஓரளவு ஆக்ஸிஜன் மூலக்கூறு ஆக்ஸிஜன் அணுவோடு சேர்ந்து ஓஸோன் வாயுவாக (Ozone Gas) மாறியுள்ளது. ஆக்ஸிஜன் வாயு உயிரினங்கள் வாழ்வதற்கு அவசியமான ஒரு மூச்சு வாயு.

சூழ்வெளி மண்டலத்தில் கலந்துள்ள வாயுக்கள்

பூமியின் சூழ்வெளியில் பரவியுள்ள வாயுக்கள் முக்கியமாக நைடிரஜன் 78%, ஆக்ஸிஜன் 21% மற்றவை ஆர்கான், கார்பன் டையாக்ஸைடு. விபரமாகச் சொன்னால் :

நைடிரஜன் : 78.08 %
ஆக்ஸிஜன் : 20.95 %
ஆர்கான் : 0.934 %
நியான் : 0.0018 %
ஹீலியம் : 0.0005 %
கிரிப்டான் : 0.0001 %
ஸீனான் : 0.000009 %
கார்பன் டையாக்ஸைடு : 0.035 %
கார்பன் மானாக்ஸைடு : 0.00002 %
மீதேன் : 0.00017 %
ஹைடிரஜன் : 0.00005 %
ஆவி நீர் : 4% கொள்ளளவு

பூதள மட்டத்திலிருந்து சுமார் 12 மைல் வரை (20 கி.மீ.) ஆவி நீர் வாயு மண்டலத்தில் கலந்திருக்கிறது. அவற்றிலும் 10,000 அடி உயரத்தில் (3000 மீடர்) பூமியின் 80% ஆவி நீர் அடங்கி யுள்ளது. மேலும் அவற்றுடன் மிகச் சிறிதளவு ஸல்·பர் டையாக்ஸைடு, நைடிரஜன் மானாக்ஸைடு, நைடிரஜன் டையாக்ஸைடு, அம்மோனியா, ஓஸோன், ஆர்கானிக் ஹாலோஜன் கூட்டுகள் (Organic Halogen Compounds) உள்ளன.

பூகோளத்தின் ஐந்து வித வாயுச் சூழ்வெளி அடுக்குகள்

பூமியின் மேல் பரவியுள்ள வாயுக் கோளத்தின் வாயு அடர்த்தி பூதளத்தில் உச்ச அழுத்தத்திலும் [(14.7 p.s.i) or (101 kilopascals) or (1013 millibar) or (760 mmHg)] மேலே போகப் போக அழுத்தம் குறைந்தும் அமைந்துள்ளது. பூமியைப் போர்த்தியுள்ள வாயுக் கோளம் உயரத்தின் உஷ்ணத்திற்கு ஏற்ப ஐந்து அடுக்குகளாகப் பிரிக்கப்பட்டுள்ளது ! அடர்த்தியான வாயு பூதளம் மீதிலும் மெல்லியத் திணிவு மேல் உயரத்திலும் சிறுகச் சிறுகக் குறைந்து இறுதியில் சூனிய வெளியுடன் ஒன்றிப் போய் விடுகிறது. பெரும்பான்மையான காலநிலை மாறுபாடுகள் முதலடுக்கு வாயுக் கோளத்தில்தான் நிகழ்கிறது.

1. முதலாம் அடுக்கு (Troposphere) வெக்கைக் கோளம் அல்லது கீழ்த்தளக் கோளம் : இது பூமிச் சூடால் வெப்பம் அடைகிறது. சூரிய ஒளி வெப்பத்தாலும் கண்ணில்படும் சிறிதளவு உட்சிவப்புக் கதிர்வீச்சாலும் பூமி சூடேறுகிறது ! உயரம் மேலே ஏற ஏற உஷ்ணம் குறைகிறது. சூடாகிய வாயு மேலேறிக் காலநிலை மாறுபட்டுக் குளிர்ந்து மழையாகப் பெய்கிறது. மேக மூட்டங்கள் சேர்வது இந்த தளத்தில்தான். குறுகிய அலைநீள புறவூதாக் கதிர்வீச்சுகள் இவ்வடுக்கு மண்டலத்தில் வடிகட்டப் படுகின்றன ! 30 மைலுக்கு (50 கி.மீ.) மேல் தாக்கும் புறவூதாக் கதிர்வீச்சுகள் வாயு அணுக்களை நேரியல் & எதிரியல் அயான் மின்னிகளாகப் (Plasma of Electrons & Positively Charged Ions) பிரிக்கின்றன. அந்த வாயுக் கோளம் “அயான் கோளம்” (Ionosphere) என்று அழைக்கப் படுகிறது. அயான் கோளம் எதிர்ப்படும் ரேடியோ அலைகளை எதிரனுப்பும் தளமாக உள்ளது.

2. இரண்டாம் அடுக்கு (Stratosphere) : முதலடுக்குக்கு எதிராக இத்தளத்தில் உயரம் மேலே போகப் போக உஷ்ணம் ஏறுகிறது. பல ஜெட் விமானங்கள் இந்தச் சூழ்வெளியில்தான் பறக்கின்றன. காரணம் இங்கே மாறுபாடுகளின்றிச் சீரான நிலை பரவியுள்ளது. ஓஸோன் வாயு இங்கேதான் சேமிப்பாகி பரிதியின் தீங்கிழைக்கும் கதிர்களைத் தடுத்து விழுங்குகிறது.

3. மூன்றாம் அடுக்கு (Mesosphere) : இங்குதான் விண்கற்கள் எல்லாம் விழும்போது எரிந்து சாம்பலாகின்றன. உயரம் மேலே செல்லச் செல்ல உஷ்ணம் குறைகிறது ! நீச்ச உஷ்ண அளவு : -90 டிகிரி C.

4. நான்காம் அடுக்கு (Thermosphere) வெப்பக் கோளம் : இங்குதான் விண்வெளி மீள்கப்பல் (Space Shuttle) பூமியைச் சுற்றி வருகிறது. துருவப் பகுதிகளில் தெரியும் பன்னிறத் தோரணங்கள் (Aurora -Northern Colour Lights) இங்கேதான் காணப்படுகின்றன ! இப்பகுதிதான் முதன்முதலில் சூரியக் கதிர்களால் சூடாக்கப் படுகின்றன. இங்கு வாயுவின் அடர்த்தி மிக மிக மெல்லியது. ஆதலால் சிறிது சூரிய வெப்பசக்தியும் உஷ்ணத்தை உடனே மிகையாக்குகிறது. இங்கு உச்சநிலை உஷ்ணம் : 1500 டிகிரி C. மேற்பட்டது !

4A. நான்காம் அடுக்குத் தொடர்ச்சி (Ionosphere) அயனிகள் கோளம் : இது தனியாகக் கருதப்படாமல் நான்காம் அடுக்கின் தொடர்ச்சியாக எடுத்துக் கொள்ளப் படுகிறது. உயர அளவு : 150-200 கி.மீடர்.

5 ஐந்தாம் அடுக்கு (Exosphere) வெளிப்புறக் கோளம் : இதுவே வாயுக் கோளத்தின் மேற்தள எல்லை. வாயுக்கள் மிக மிக மெல்லிய அடர்த்தியில் இருக்கும் தளம்.

[தொடரும்]

தகவல்:

Picture Credits: NASA, JPL; National Geographic; Time Magazine, Astronomy Magazine.

1. Our Universe - National Geographic Picture Atlas By: Roy A. Gallant (1986)
2. 50 Greatest Mysteries of the Universe - How did the Solar System form ? (Aug 21, 2007)
3. Astronomy Facts File Dictionary (1986)
4. The Practical Astronomer By Brian Jones & Stephen Edberg (1990)
5. Sky & Telescope - Why Did Venus Lose Water ? (April 200
6. Cosmos By Carl Sagan (1980)
7. Dictionary of Science - Webster’s New world (199
8. The Universe Story By : Brian Swimme & Thomas Berry (1992)
9. Atlas of the Skies - An Astronomy Reference Book (2005)
10 National Geographic Picture of Our Universe By Roy Gallant: (1986)
11 Universe Sixth Edition By: Roger Freedman & William Kaufmann III (2002)
12 Physics for the Rest of Us By : Roger Jones (1992)
13 National Geographic - Frontiers of Scince - The Family of the Sun (1982)
14 National Geographic - Living with a Stormy Star - The Sun (July 2004)
15 The World Book of Atlas : Anatomy of Earth & Atmosphere (1984)
16 Earth Science & Environment By : Dr. Graham Thompson & Dr. Jonathan Turk (1993)
17 The Geographical Atlas of the World, University of London (1993).
18 The Structure & Composition of Earth’s Atmosphere (www.ess.geology.ufl.edu/HTMLpages)
19 The Earth as a Planet (www.fas.org/irp/imint/docs)
20 Origin of Earth’s Atmosphere (www.windows.ucar.edu/) & (www.kowoma.de/en/gps/additional/atmosphere.htm)
21 Space Probe for Earth’s Gravity & Atmosphere “GRACE” Gravity Recovery & Climate Experiment) (www.csr.utexas.edu/grace/overview.html)
******************

jayabarat@tnt21.com [May 1, 2008]

Posted in விஞ்ஞானம் | 2 Comments »

பிரபஞ்சத்தின் மகத்தான ஐம்பது புதிர்கள் ! பூகோளத்தில் பேரளவு நீர் வெள்ளம் எப்படி உண்டானது ?

ஏப்ரல் 24, 2008

(கட்டுரை: 26)

சி. ஜெயபாரதன் B.E.(Hons) P.Eng (Nuclear) கனடா

கல்தோன்றி மண் வளமான போது
புல்தோன்றிப் பூ மலர
புழுக்கள் நெளிய நீர்வளம்
எழுந்த தெப்படி ?
நானூறு கோடி ஆண்டுக்கு முன்
தானாக நீர் வெள்ளம்
தேனாகப் பாய்ந்த தெப்படி ?
வெப்பத்தில் அழுத்த வாயுக்கள்
வெடித் தெரிந்து
நீர்த் திரவம் சேர்ந்ததா ?
சூரிய வெப்ப ஒளி மின்னலில்
வாயுக்கள் சேர்த்தனவா ?
வால்மீன் மோதி நீர் வெள்ளம்
வாரி இறைத்ததா ?
விண்கற்கள் வீழ்ந்து பனிப்பாறை
தண்ணீர் ஆனதா ?
சுவைநீர் உப்புநீர் ஆன தெப்படி ?
கடல்நீர் கொட்டிக் கிடந்தாலும்
குடிநீர் குவளை தான் !
நீர்மயம் எப்புறம் இருப்பினும்
அருந்திட
ஓர்துளி நீரிலை !
மண்டினி ஞாலத்தில்
உண்டி உயிர்கொடுத் தாலும்
குடிநீர் இல்லையேல்
குவலயம் நரகம் !

வால்மீன்களின் டியூடிரியம், ஹைடிரஜன் பின்னத்தையும் [Deuterium Hydrogen Ratio (D/H)] அடுத்து ஆர்கான் நீராவி விகிதத்தையும் [Argon Water Ratio (Ar/H2O)] விண்ணுளவி மூலம் அறிந்ததில் பூமியில் மோதிப் பொழிந்த நீர் வெள்ளம் 15% என்று கணக்கிடப் பட்டுள்ளது. ஆதி காலத்தில் சூரிய வாயுக்கள் குளிர்ந்து உண்டான கரிக்கற்கள் (Carbonaceous Chondritic Material - Condensed from Solar Hot Gases) எரிந்து 10% நீர் வெள்ளம் பூமியில் சேர்ந்தது.

அமெரிக்கன் வானவியல் குழு (American Astronomical Society) (Nov 2001)

“3.8 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன்பு நீர்மயம் நிரம்பிய விண்கற்களும், வால்மீன்களும் பிள்ளைப் பிராயப் பூமியில் மோதி நீர் வளமாக்கின என்பதை ஏற்றுக் கொள்ள மாட்டோம் ! அடர்த்தியாகப் போர்த்திய ஹைடிரஜன் வாயுப் படுகை எரிமலை ஆக்ஸைடுகளுடன் (Oxides from Earth’s Mantle) இணைந்து பேரளவு கடல் நீர் வெள்ளம் பூமியின் சுய உற்பத்தியில்தான் உண்டாகியிருக்க வேண்டும் !

ஸ்டீஃபன் அனிதெய் (Stefan Anitei -Japanese Science Editor)

மார்க் ஹாரிஸன் பேராசியர் பூதள இரசாயனம் (UCLA Geochemistry) (2001)

நிகோலஸ் தௌஃபாஸ் (Nicolas Dauphas, University of Chicago, Illinois)

நீர் வெள்ளம் பூமியில் தோன்றியது எப்போது ?

பிரபஞ்சம் தோன்றி 13.7 பில்லியன் ஆண்டுகள் ஓடி விட்டன ! சூரிய குடும்பம் தோன்றிச் சுமார் 4.6 பில்லியன் ஆண்டுகள் கடந்து விட்டன ! விஞ்ஞானிகள் பூமியிலே நீர் வெள்ளம் தோன்றி 4.3 பில்லியன் ஆண்டுகள் ஆகிவிட்டன என்று உறுதியான சான்றுகளுடன் இப்போது கூறுகிறார்கள் ! அந்த வியப்பான தகவலை 2001 ஜனவரி 11 காலிஃபோர்னியா பல்கலைக் கழகத்தையும், ஆஸ்திரேலியா கர்டன் தொழிநுணுக்கப் பல்கலைக் கழகத்தையும் சேர்ந்த விஞ்ஞானக் குழுவினர் “இயற்கை” இதழில் (Nature Journal) வெளியிட்டார் ! ஆனால் தற்போதைய ஆராய்ச்சி ஒன்று மாறாக 400 மில்லியன் ஆண்டுக்கு முன்புதான் நீர்வளம் பூமியில் உண்டானது என்று சொல்லி இருக்கிறது !

பூமி தோன்றிய 200 மில்லியன் ஆண்டுகளுக்குள் சூழ்வெளி வாயு மண்டமும், நீர் வெள்ளக் கடலும், நிலையான பூதளத் தட்டும் [(Crust) பூமிக்குக் கீழ் 10 கி.மீ. (6 மைல்) ஆழத்தட்டு] ஆகிய முன்றும் உண்டாகி விட்டன என்று விஞ்ஞானிகள் கூறுகிறார்கள். 4.3 பில்லியன் ஆண்டுக்கு முன்பே பூகோளத்தில் உயிரினத் தோற்றத்துக்கு உகந்த மூலாதார வசதிகள் உதித்து விட்டன என்று விண்ணுயிரியல் (Astro-Biology) வளர்ச்சிக்கு நாசா நிதிக்கொடை அளிக்கும் கொலராடோ பல்கலைக் கழகத்தைச் சேர்ந்த விஞ்ஞானி மோஜிஸிஸ் (Mojzsis) கூறுகிறார் !

மேற்கூறிய மூன்று பூகோள வசதிகளில் நீர்வளத்தை நீண்ட காலம் நிலையாக வைத்திருப்பதே மிகக் கடினமானது என்று பல பூதள இரசாயனவாதிகள் (Geo-Chemists) கருதுகிறார்கள் ! பூமியில் நீர்வளம் உண்டான சமயத்தில் வெள்ளி, செவ்வாய்க் கோள்களிலும் வேறு சில துணைக் கோள்களிலும் தோன்றி உயிரின வளர்ச்சிக்குத் தூண்டி யிருக்கலாம் என்றும் ஊகிக்கிறார்கள்.

பூகோளத்தில் நீர் வெள்ளம் எப்படித் தோன்றியது ?

சூரிய குடும்பத்தில் மட்டும் ஒன்பது கோள்களும், பனிரெண்டு துணைக் கோள்களும் ஆராய்ச்சிக்கு உதவிட உள்ளன. அவற்றில் பூமி ஒன்றில் மட்டுமே உயிரின விருத்திக்கு வேண்டிய வசதிகள் அனைத்தும் உண்டாகி நிலை பெற்று விட்டன. ஒருசில கோள்களிலும், மற்றும் சில துணைக் கோள்களிலும் ஒரு யுகத்தில் நீர்வளம் இருந்ததற்குச் சான்றுகள் காணப் படுகின்றன. ஆனாலும் பூமி மட்டும்தான் பேரளவு நீர் வெள்ளத்தை பல மில்லியன் ஆண்டுகளாய் நிலையாகப் பற்றிக் கொண்டிருக்கிறது. வியாழக் கோளின் துணைக் கோளான ஈரோப்பாவில் (Jupiter’s Satellite Europa) நீர்க்கடல் இருந்ததாக சமீபத்தில் விண்ணுளவி ஆராய்ந்து தகவல் அனுப்பியுள்ளது. அதனால் அங்கும் உயிரின வாழ்வுக்குத் தகுதி இருந்திருக்கிறது என்று விஞ்ஞானிகளின் கவனத்தைக் கவர்ந்துள்ளது !

பூமியில் மட்டும் நீர் வெள்ளம் ஏன் தோன்றியது, நீர்மயம் எப்படி நிலையானது மற்றும் உயிரினம் ஏன் உதித்தது என்பதற்கு உறுதியான பதில்கள் கிடையா ! பிரபஞ்சத்தின் மகத்தான பல புதிர்களில் அந்தக் கேள்விகளும் உள்ளன. பூமியில் நீர் எப்படி உண்டானது ? ஆரம்ப காலத்தில் பூமியில் ஏற்பட்ட பல எரிமலை வெடிப்புகளில் பேரளவு நீராவி வெளியேறி நீராய்க் குளிர்ந்து சேமிப்பானதா ? ஹைடிரஜன் ஆக்ஸிஜென் ஆகிய இரண்டு முக்கிய வாயுக்கள் சேர்ந்து இரசாயன முறையில் பல மில்லியன் ஆண்டுகளாய் உற்பத்தியானதா ? அல்லது ஆயில் எஞ்சின் பிஸ்டன்களில் எரிவாயு அழுத்தமாகி எரிந்து புறப்போக்கு குழலில் வெளியாகும் நீர் அல்லது நீராவி போல் உற்பத்தியானதா ? அல்லது சூரிய வெப்ப மின்னொளி அல்லது பூகாந்த மின்சாரத்தால் வாயுக்கள் இணைந்து நீர் வெள்ளம் உண்டானதா ? பூதகரமான நீர்க்கடல் பூமியில் தோன்றியதற்குச் பல விளக்கங்களை விஞ்ஞானிகள் கூறி வருகிறார்கள் !

வால்மீன்கள் மோதிப் பூமியில் நீர் வெள்ளப் பொழிவு !

ஏறக்குறைய சூரிய குடும்பத்தின் எல்லாக் கோள்களும் சம காலத்தில்தான் தோன்றின என்று கருதப்படுகிறது புதன், வெள்ளி, செவ்வாய் ஆகிய அகக்கோள்களைப் போல பூமியும் பாறைகள் கொண்ட அண்டமாக வடிவானது. அக்கோள்கள் “பளுச் சேமிப்பு” இயக்கத்தில் (Accretion Process - அண்டையிலுள்ள பிண்டத்தை ஈர்ப்பாற்றலில் இழுத்து ஒருகோள் தன்னுடன் சேர்த்துக் கொண்டு பளு நிறையும் ஈர்ப்பும் மிகையாக்கிக் கொள்வது) சூடாகிச் சிறிதளவு நீருடன் கலந்து தூசி, துணுக்குகளைத் திரட்டிக் கொண்டு பெருக்கின்றன. எரிமலை வெடிப்புகள் நேர்ந்த போது அந்த நீர் வெள்ளம் ஆவியாகி வெளியாகி இருக்க வேண்டும். அந்த நீரும் சூரியனின் புறவூதா ஒளிப்பிரிவு முறையால் (Photo-Dissociation By Sun’s Ultra-Violet Light) பிறகு ஆக்ஸிஜனாகவும், ஹைடிரஜனாகவும் பிரிவாக்கப் பட்டிருக்க வேண்டும்.

சூரிய மண்டலக் கோள்களில் தோன்றியுள்ள நீர்ப் பகுதிகள் எல்லாம் கோள்களின் வெளிப்புற மேற்தளங்களில் மேவியுள்ள துருவப் பனிப்பாறைகள் முலமாக அறிப்படுகின்றன. துருவப் பனிப் பாறைகள் கொண்ட செவ்வாய்க் கோள், பூமி இரண்டும் அதற்குச் சான்றுகள். விண்வெளியில் சூரிய மண்டலத்துக்கு அப்பால் திரியும் வால்மீன்கள் ஏராளமான நீர் வெள்ளத்தைப் பனிப்பாறை வடிவத்தில் கொண்டிருப்பது அறியப் பட்டுள்ளது. வால்மீன்கள் பின்பற்றும் சுற்றுப் பாதை நீண்ட நீள்வட்டம் என்பதும் அறியப் படுகிறது. அவ்விதம் அவை நீண்ட பாதையில் வரும் போது பூமி போன்ற அகக் கோள்களின் அருகில் வர வாய்ப்புள்ளது. நீள்வட்டப் பாதைகளில் செல்லும் வால்மீன்கள் சில சமயங்களில் பூமி நகர்ச்சியுடன் மோதி விடுகின்றன. வால்மீனின் மேற்புறம் ஒட்டி இருப்பவை தூசி, துணுக்குகளின் பனித்திரட்சிகள்.

நமக்குத் தெரிந்த மூன்று வால்மீன்களான : ஹாலி, ஹயாகுடேக், ஹாலி-பாப் (Comets : Halley, Hyakutake & Hale-Bopp) மூன்றிலும் ஓர் ஒற்றுமை காணப்படுகிறது. கடல் நீரில் காணப்படும் டியூடிரியம் போல் (Deuterium - கன ஹைடிரஜன்) இரு மடங்கு அளவு அம்மூன்று வால்மீன்களில் உள்ளன ! அதாவது நீரில் பேரளவு சாதா ஹைடிரஜனும் சிறிதளவு அதன் ஏகமூலமான கன ஹைடிரஜனும் (6500 : 1) ஒப்பமைப்பில் கலந்துள்ளது. (Heavy Hydrogen called Deuterium is an Isotope of Light Hydrogen) சாதா ஹைடிரஜன் அணுக்கருவில் ஒரு புரோட்டான் உள்ளது. டியூடிரியம் அல்லது கன ஹைடிரஜன் அணுக்கருவில் ஒரு புரோட்டானுடன் ஒரு நியூட்ரானும் சேர்ந்துள்ளது. அந்த மூன்று வால்மீன்களின் நீர் வெள்ளம் பூமியில் சேரவில்லை என்று கருதும் விஞ்ஞானிகளும் உள்ளார்கள் ! கன ஹைடிரஜன் (6500 : 1) கலந்துள்ள நீர் வெள்ளம் கொண்ட வேறு வால்மீன்கள் பூமியில் விழுந்து நீர்வளம் பெருகியிருக்க வேண்டும் என்று கருதுவோரும் உள்ளார்கள் ! முரணாக அதிக சதவீத டியூடிரிய நீர் வெள்ளம் கொண்ட வால்மீன்கள் பூமிமீது நீரைப் பொழிந்திருந்தாலும் ஏற்புடையதே ! ஏனெனில் சூரியனின் புறவூதா ஒளிப்பிரிவு (ultra-Violet Photo-Dissociation ) மூலம் கன ஹைடிரஜன் பின்னால் இழப்பாகிப் பூமியில் குறைந்திருக்க வாய்ப்பு உண்டு. கடல் நீரின் சராசரி டியூடிரியம் கொள்ளளவு அடிப்படையில் கருதினால் பூமியின் நீரளவில் (15% - 30%) பங்கு வால்மீன்கள் மோதி வந்திருக்கலாம் என்று விஞ்ஞானிகள் முடிவு செய்கிறார்கள்.

விண்கற்கள் விழுந்து பூமியில் நீர் வெள்ள நிரப்பு !

வால்மீன்களைப் போன்று சில எறிகற்களும், விண்கற்களும் (Meteorites & Asteroids) விண்வெளியில் “நீர் தாங்கியாக” (Water Bearer) கருதப்படுபவை ! அவையும் பூமி உண்டான ஆரம்ப காலத்தில் பூமிமேல் ஏராளமாக விழுந்துள்ளன. அவற்றில் பனிப்பாறைகளாய்த் தொத்திக் கொண்டிருக்கும் பகுதியில் 20% நீர் வெள்ளம் இருப்பதாக ஊகிக்கப் படுகிறது. விண்கற்கள் பரிதிக்கு அப்பால் எத்தனை மைல் தூரத்தில் உள்ளனவோ அதைப் பொருத்தது அவற்றின் நீர் கொள்ளளவு. அவற்றின் நீர்க் கொள்ளளவை உறுதியாக அறிவது சிரமமானதால், விண்கற்கள் பூமியில் கொட்டிய நீரளவை ஊகிப்பது இயலாது ! பிரபஞ்சத்தில் தீர்வு செய்ய முடியாத பல புதிர்கள் இருப்பது போல் பூகோளத்தில் நீர் வெள்ளம் எப்படிப் பெருகியது என்பதற்கும் உறுதியான விளக்கத்தை விஞ்ஞானிகள் சொல்ல முடியவில்லை !

[தொடரும்]

தகவல்கள்:

Picture Credits: NASA, JPL; National Geographic; Time Magazine, Astronomy Magazine.

1. Our Universe - National Geographic Picture Atlas By: Roy A. Gallant (1986)
2. 50 Greatest Mysteries of the Universe - How did the Solar System form ? (Aug 21, 2007)
3. Astronomy Facts File Dictionary (1986)
4. The Practical Astronomer By Brian Jones & Stephen Edberg (1990)
5. Sky & Telescope - Why Did Venus Lose Water ? April 2008
6. Cosmos By Carl Sagan (1980)
7. Dictionary of Science - Webster’s New world 1998
8. The Universe Story By : Brian Swimme & Thomas Berry (1992)
9. Atlas of the Skies - An Astronomy Reference Book (2005)
10 National Geographic Picture of Our Universe By Roy Gallant: (1986)
11 Universe Sixth Edition By: Roger Freedman & William Kaufmann III (2002)
12 Physics for the Rest of Us By : Roger Jones (1992)
13 National Geographic - Frontiers of Scince - The Family of the Sun (1982)
14 National Geographic - Living with a Stormy Star - The Sun (July 2004)
15 Nature of Comets Reconsidered By: Dr. Alan Stern, Southwest Research Institute (Aug 8, 2003)
16. Liquid Water at Earth’s Surface 4.3 Billion Years Ago, Scientists Discover (Jan 2001)
17. Origin of Water on Earth (www.thelivingcosmos.co/TheoriginofLifeonEarth/OriginofWateronEarth)
18 A Dying Comet’s Kin may have nourished Life on Earth (www.gsfc.nasa.gov/gsfc/spacesci/origins/linearwater/linearwater.htm)
19 Oceans - Made in Earth Not a Product of Asteroids - A New Theory concerning the Water’s Origin on Earth.
20 American Astronomical Society - What is the Earth made of ? (http//:adsabs.harward.edu/abs/)
21 Earth’s Early Years - Differentiation, Water & Early Atmosphere
22 Earlier Water on Earth ? Oldest Rock Suggests Hospitable Young Planet Science Daily (www.sciencedaily.com/releases/) (Jan 15, 2001)
23 New Scientist Magazine - Water Came to Earth www.newscientist.com/ (October 11, 2003)

******************

jayabarat@tnt21.com [April 24, 2008]

Posted in விஞ்ஞானம் | 3 Comments »

தமிழ் விடுதலை ஆகட்டும்!

ஏப்ரல் 19, 2008