पुराचुंबकत्व : बहुतेक खडकांत काही लोहचुंबकीय खनिजे अल्पशा प्रमाणात असतात व त्यांच्यामुळे खडकांना चुंबकत्व प्राप्त झालेले असते. सूक्ष्मग्राही उपकरणे वापरून त्या चुंबकत्वाचे म्हणजे त्याची तीव्रता, दिशा, नती आणि दिक्पात यांचे मापन करता येते [→ चुंबकीय क्षेत्रमापक दिक्पात व दिक्पातमापक भूचुंबकत्व]. शिलारस निवून आणि थिजून अग्निज खडक तयार होत असताना मॅग्नेटाइट, इल्मेनाइट यांसारखी जी खनिजे तयार झालेली असतात त्यांचे तापमान क्यूरी बिंदूच्या [खनिजाच्या प्रकारानुसार ७००० ते २००० से. च्या ज्या तापमानाला लोहचुंबकीय पदार्थ समचुंबकीय बनतो त्या तापमानाला क्यूरी बिंदू म्हणतात → चुंबकत्व] खाली गेले म्हणजे त्यांना चुंबकत्व प्राप्त होते व त्याची दिशा खडक तयार झाले त्या काळच्या स्थानीय भूचुंबकीय क्षेत्रास अनुसरून असते. ते चुंबकत्व तसेच टिकून राहते असे एटना, हेकला व इतर ज्वालामुखींपासून निरनिराळ्या काळी तयार झालेल्या खडकांच्या परीक्षणावरून व प्रत्यक्ष प्रयोगांवरून कळून आलेले आहे.
गाळाच्या खडकांतील गाळाचे काही कण मॅग्नेटाइटासारख्या चुंबकीय खनिजांचे असतात. त्यांचे चुंबकत्व त्यांच्या मूळ खडकांपासून आलेले असते. गाळ साचून तयार झालेली राशी प्रथम भुसभुशीत असते. ती टणक होताना तिच्या चुंबकीय कणांना स्थूलमानाने लोहचुंबकाच्या सुईसारखे म्हणजे तत्कालीन स्थानीय भूचुंबकत्वाच्या क्षेत्राच्या दिशेस अनुसरून असे स्थान प्राप्त होते. त्यामुळे त्या खडकांस चुंबकत्व प्राप्त होते. तेही तसेच टिकून राहते. गाळातील काही खनिजांचे अपघटन (रासायनिक विघटन) होऊन लोही लुकणे तयार होणे शक्य असते. गाळातील कणांभोवती त्या लुकणांचा लेप बसतो किंवा कणांमधील पोकळ्यांत ती साचतात. लुकणातील लोही खनिजांनाही तत्कालीन भूचुंबकत्वास अनुरून असे चुंबकत्व प्राप्त होते. या प्रक्रियेला रासायनिक चुंबकीकरण म्हणतात. गाळाचे खडक तयार होत असताना किंवा ते तयार झाल्यानंतरच्या कोणत्याही काळात रासायनिक चुंबकीकरण घडून येणे शक्य असते व ते केव्हा घडून आलेले आहे, हे ठरविणे नेहमीच शक्य असते असे नाही. चुंबकीकरणाचा काळ निश्चित ठरविता आला नाही, तर त्याच्या मापनाचा उपयोग होत नाही.
गतकालीन अग्निज किंवा गाळाच्या खडकांच्या चुंबकत्वाचे मापन करून ते तयार झाले त्या त्या काळातील भूचुंबकीय क्षेत्राची दिशा कळून येते. म्हणून अशा खडकांना जीवाश्मी (शिळारूप झालेली) होकायंत्रे असे कधीकधी म्हणतात. अशा प्रकारे गतकाळातील पृथ्वीच्या चुंबकीय क्षेत्राचा इतिहास पुराचुंबकत्वाने माहीत होऊ शकतो.
प्रमुख चुंबकीय क्षेत्रात सतत फेरफार होत असतात पण पुरेशा दीर्घ काळातील म्हणजे काही हजार वर्षांतील भूचुंबकत्वाच्या क्षेत्राची सरसरी घेतली, तर ते सरसरी क्षेत्र आजच्यासारखे म्हणजे रेखीय द्विध्रुव चुंबक पृथ्वीच्या मध्याशी आणि परिभ्रमणाच्या अक्षाशी जवळजवळ संपाती असावा असे स्थूलमानाने राहिलेले आहे किंवा वेगळ्या शब्दांत सांगावयाचे म्हणजे चुंबकीय व भौगोलिक ध्रुवांची सरासरी स्थाने स्थूलमानाने संपाती राहिलेली आहेत, असे गृहीत धरले जाते. हे गृहीत म्हणजे पुराचुंबकत्वाच्या संशोधनाचा पाया आहे व त्याच्या आधारे गतकालीन खडकांच्या चुंबकत्वाचे मापन करून ते तयार झाले त्या काळातील ध्रुवांची स्थाने ठरविता येतात.
पुराचुंबकत्व व खंडविप्लव : पुराचुंबकत्वाच्या संशोधनाची सुरुवात फ्रान्समध्ये झाली परंतु दोन महायुद्धांत गुंतल्यामुळे त्या देशात त्याची म्हणण्यासारखी प्रगती होऊ शकली नाही. विसाव्या शतकाच्या सुरुवातीला काही खडकांचे चुंबकत्व व्युत्क्रमी (सध्याच्या दिशेच्या उलट दिशेत) असल्याचे आढळून आले. या शोधाचा उपयोग भूकालगणनेसाठी (भूवैज्ञानिक पद्धतींनी पृथ्वीसंबंधीची कालगणना करण्यासाठी) तसेच खंडविप्लव [कर्णधार नसलेल्या नावेप्रमाणे खंडांचे सरकणे → खंडविप्लव] व ध्रुवभ्रमण (ध्रुवस्थानांमधील बदल) या सिद्धांताना पुष्टी देण्यासाठी करता येईल, अशी कल्पना प्रथम पी. एल्. मरकँटन यांना आली. (१९२६). तदनंतर १९५२ साली पी. एम्. एस्. ब्लॅकेट यांनी तयार केलेल्या सूक्ष्मग्राही स्थिर चुंबकीय क्षेत्रमापकामुळे व १९५३ मध्ये आर्.ए. फिशर यांनी विकसित केलेल्या एका सांख्यिकीय पद्धतीमुळे अनेक शास्त्रज्ञांना वरील सिद्धांत अगदी ठामपणे मांडता आले. यानंतर पुराचुंबकत्वाच्या संशोधनास चालना मिळाली व पुष्कळ देशांत हे कार्य वेगाने होऊ लागले. आतापर्यंत हजारो खडकांची पुराचुंबकीय मापने करण्यात आलेली आहेत व त्यांची फले विस्मयकारक असून ती असे सूचित करतात की, मध्यजीव महाकल्पात (सु. २३ ते९ कोटी वर्षांपूर्वीच्या काळात) उत्तर अमेरिका, यूरोप व आफ्रिका ही खंडे आजच्यापेक्षा बरीच दक्षिणेस व आजच्यापेक्षा एकमेकांच्या अधिक जवळ होती त्या महाकल्पात व त्याच्या अखेरच्या काळातही भारत विषुववृत्ताच्या दक्षिणेस होता. हे सर्व प्रदेश पूर्वीच्या स्थानापासून सरकलेले आहेत. सारांश ही फले ⇨खंडविप्लवाच्या कल्पनेस पुष्टी देणारी आहेत. (आ.१).
एखाद्या क्षेत्रातील खडकांच्या चुंबकत्वाचे मापन करून खडक निर्माण झाले त्या काळातील सरासरी चुंबकीय नती (I) व दिक्पाताचा कोन (D) ही मिळतात. नंतर tan I = 2 tan या समीकरणाने ते खडक असलेल्या क्षेत्राचे अक्षांस व त्या अक्षांशावरून ध्रुवाचे अंतर मिळते. दिक्पाताच्या सरासरी मूल्यावरून ध्रुवाची दिशा मिळते. एखाद्या क्षेत्रापासून ध्रुव किती अंतरावर होता व तो कोणत्या दिशेस होता हे कळल्यावर त्या क्षेत्रातील खडकांचे चुंबकीकरण घडून आले. त्या काळातील ध्रुवाचे भूगोलावरील स्थान कळते.
पुराचुंबकत्वाचे मापन करताना प्रमुख चुंबकीय क्षेत्रच लक्षात घेतले जाते. दुर्बल व अनक्षीय द्विध्रुवामुळे उद्भपवणार्याम चुंबकीय क्षेत्रांसारख्या अनियमित व अवशिष्ट चुंबकीय क्षेत्रांचा विकास होत नाही. तसेच इतर नैसर्गिक कारणांनी खडकांच्या चुंबकत्वात काही फेरफार घडून आलेले असले, तर तेही लक्षात न येण्याचा संभव असतो. शिवाय मापनाचे प्रयोग कितीही काळजीपूर्वक केले, तरी दिक्विन्यासात व दिशांच्या मापनात थोडी चूक होते. म्हणून पुराचुंबकत्वाच्या मापनाची फले अचूक नसून स्थूल असतात. चूक सामान्यतः १५ अंशांपेक्षा कमी असते.
कालाच्या अखेरीअखेरीच्या कालातील ध्रुवांतील अंतर ९० अंश किंवा त्याहून अधिक असलेले आढळते. इतर खंडांतील मापनांची फले अशीच आहेत. सारांश, खंडांची आजची ध्रुव-सापेक्ष स्थाने म्हणजे आजचे व गत कल्पांतले अक्षांश भिन्न असल्याचे आणि जो जो अधिक जुन्या काळाकडे जावे तो तो आजच्या गतकालीन अक्षांशांमधील अंतर अधिक असल्याचे सामान्यतः आढळते.
विप्लव होण्यापूर्वी म्हणजे जोपर्यंत दोन खंडे एकत्र भ्रमण करीत होती तोपर्यंत या खंडांचे ध्रुवभ्रमण वक्र सारखे असल्याचे आढळते. मात्र खंडे एकमेकांपासून अलग झाल्यानंतरचे ध्रुवभ्रमण वक्र वेगळे असतात. यावरून ज्या काळी वक्र वेगळे होऊ लागले असे दिसून येते, तो काळ म्हणजे खंडे वेगळी होऊन स्वतंत्रपणे भ्रमण करू लागण्याचा काळ होय, असे सूचित होते. तसेच दोन खंडांचे सारखे ध्रुवभ्रमण वक्र एकमेकांवर अध्यारोपित केले, तर विप्लवापूर्वी हे खंड जसे एकमेकांलगत होते, तशा प्रकारची त्यांची पुनर्रचना वा फेरमांडणी नकाशावर करता येते. (आ. २).
इ.स. १९५४ मधे के. एम्. क्रीर यांनी प्रथम पुराजीव महाकल्पाच्या काही काळातील यूरोपचा ध्रुवभ्रमण वक्र तयार केला. १९५६ साली अनेक शास्त्रज्ञांनी विविध खंडांच्या अशा ध्रुवभ्रमण वक्रांची तुलना करून खंडविप्लव झाला असावा, असे मत व्यक्त केले.
खंडविप्लवाच्या कल्पनेत ध्रुवभ्रमण व खंडांचे भ्रमण अशा दोन स्वतंत्र गोष्टींचा समावेश सामान्यतः केला जातो. अल्फ्रेड वॅगनर यांनी खंडविप्लवाची कल्पना सुचविली त्या काळी ध्रुवभ्रमण अशक्य मानले जात असे पण आकार्य वहनामुळे पृथ्वीचा आकार बदलून तिला विषुवीय फुगवट्यासारखा फुगवटा येऊ शकतो हे स्पष्ट कळून आल्यावर भौतिकीनुसार ध्रुवभ्रमण शक्य आहे असे अलीकडे (१९५५ च्या सुमारास) मान्य झालेले आहे. पृथ्वीच्या परिभ्रमणाच्या अक्षाची ताऱ्यांशी सापेक्ष दिशा तशीच टिकून राहून पृथ्वीचे सर्व शरीर अक्षसापेक्ष फिरणे शक्य आहे, असे गणितज्ञांस मान्य झालेले आहे पण ध्रुवभ्रमणाचा सामान्यतः केला जाणारा अर्थ पृथ्वीचे सर्वच्या सर्व कवच किंवा ते व त्याच्या खालच्या काही भाग ही परिभ्रमणाच्या अक्षाच्या सापेक्षाने सरकून फिरणे असा आहे. वरील कोणताही अर्थ घेतला, तरी केवळ अक्षभ्रमण कल्पून पुराचुंबकत्वाच्या फलांचे स्पष्टीकरण होत नाही. अशा भ्रमणात खंडांच्या स्थानांचे परस्परसापेक्षत्व तसेच टिकून राहते व केवळ ध्रुवभ्रमण घडून आले असते, तर सर्व खंडांतील मापनांवरून मिळणारे कोणत्याही एका काळातील ध्रुवाचे स्थान एकच असलेले आढळले असते व ध्रुवभ्रमणाचा एकच वक्र मिळाला असता, पण खंडांचे ध्रुवभ्रमण वक्र एकमेकांहून अगदी भिन्न असलेले आढळतात व खंडांचे चलन निरनिराळ्या दिशांना झाले असले पाहिजे, असे दर्शवितात. गतिकीच्या (प्रेरणेमुळे गती कशा प्रकारे निर्माण होते याचा अभ्यास करणाऱ्या शास्त्राच्या) नियमांनुसार खंडे घसरत मूळ स्थानापासून दुसरीकडे जाणे शक्य आहे की नाही, हे ठरविता आलेले नाही. ध्रुवभ्रमण व खंडांचे भ्रमण ही दोन्ही घडून आली असावीत पण खंडविप्लवात त्या प्रत्येकाचा भाग किती हे ठरविण्यास पुरेशी मापने झालेली नाहीत.
व्युत्क्रमी चुंबकीकरण : जिचा एकूण कालावधी बराच दीर्घ भरेल अशा श्रेणीतील निरनिराळ्या कालविभागांतील खडकांचे काळजीपूर्वक परीक्षण केले तर असे दिसून येते की, काही खडकांच्या स्थायी अवशिष्ट चुंबकत्वाची दिशा इतर खडकांच्या तशा दिशेच्या बरोबर उलटी असते. सामान्य अपेक्षेप्रमाणे जे खडक उत्तर-आकांक्षी असावयाचे त्यांच्यापैकी जवळजवळ निम्मे खडक दक्षिण-आकांक्षी किंवा याच्या उलट दक्षिण-आकांक्षी असावयाचे ते खडक उत्तर-आकांक्षी असलेले आढळतात. अशा घटनेला व्युत्क्रमी (मूळच्या उलट) चुंबकीकरण म्हणतात व ते दोन रीतींनी उद्भवणे शक्य असते.
(१) ध्रुवतेचे म्हणजे पृथ्वीच्या चुंबकीय क्षेत्राचे आलटून पालटून व्युत्क्रमण होणे : अशा व्युत्क्रमणाचे परिणाम त्या काळी निर्माण होणाऱ्या सर्व खडकांवर होतील व त्या काळात तयार झालेल्या सर्व खडकांचे चुंबकीकरण व्युत्क्रमी आढळेल. पृथ्वीवरील निरनिराळ्या देशांतील कोणते खडक निश्चित एकाच काळातील आहेत याविषयी व त्यांच्या चुंबकत्वाविषयी आतापर्यंत मिळालेली माहिती एकंदरी अल्प आहे पण बहुतेक सर्व पर्मियन काळातील आणि प्लाइस्टोसीन (सु. ६ लाख ते ११ हजार वर्षांपूर्वीच्या) आणि त्याच्या किंचित आधीच्या काळातील खडकांचे चुंबकीकरण व्युत्क्रमी असलेले आढळते व त्या काळी पृथ्वीच्या चुंबकीय क्षेत्राचे व्युत्क्रमण झाले होते, असे अनुमान केले जाते.
(२) स्वयं व्युत्क्रमण : ब्रिटिश बेटांतल्या मुलमधील तृतीय कल्पातील (सु.६·५ ते १·२ कोटी वर्षांपूर्वीच्या काळातील) लाव्ह्यांच्या थरांपैकी काहींचे चुंबकीकरण सामान्य तर काहींचे व्युत्क्रमी असलेले आढळते आणि काही असे थर आहेत की, ज्यांच्या एका भागातील नमुन्यांचे चुंबकीकरण सामान्य तर दुसऱ्या भागातील नमुन्यांचे व्युत्क्रमी असलेले दिसून येते. खडक निर्माण होत असताना किंवा ते निर्माण झाल्यावर काही प्राकृतिक किंवा रासायनिक प्रक्रिया घडून आल्या, तर त्यांच्यामुळे खडकांच्या चुंबकत्वाचे व्युत्क्रमण घडून येणे शक्य असते, असे वरील उदाहरणांवरून व प्रत्यक्ष प्रयोगांवरून दिसून येते. पुष्कळ खडकांच्या नमुन्यांवर प्रयोग करून त्यांचे चुंबकत्व उलटविण्याचे प्रयत्न करून पाहण्यात आलेले आहेत पण काही थोड्या विशिष्ट खडकांच्या बाबतीतच ते यशस्वी झाले आहेत.
चुंबकत्व व्युत्क्रमी असेल, तरी नतीत म्हणण्यासारखा बदल होत नसल्यामुळे खडकांचे अक्षांश काढण्यात सामान्यतः काही अडचण येत नाही. इतर पुराव्यांवरून एखाद्या क्षेत्राचे अक्षांश उ. गोलार्धातील की द.गोलार्धातील, हे ठरविता येते. उदा., वर उल्लेख केलेल्या मुलमधील लाव्ह्यांच्या सरासरी नतीवरून त्यांचा अक्षांश ३७ उत्तर असा येतो पण त्यांच्यातील काहींचे चुंबकीकरण व्युत्क्रमी आहे. इतक्या अल्पावधीत मुलचे ज्वालामुखी उ. गोलार्धातून द. गोलार्धात जाणे शक्य नाही. ते उ. गोलार्धातच राहिले असले पाहिजेत. निर्मितीच्या काळी विषुवाच्या लगतच्या प्रदेशात असणाऱ्या खडकांच्या बाबतीत मात्र ते उत्तर वा दक्षिण गोलार्धात असण्याची शक्यता आहे व अशी संदिग्धता उद्भवणे शक्य आहे.
चुंबकीय क्षेत्र कसे निर्माण झाले याची निश्चित कारणे कळलेली नाहीत आणि ते नेहमी द्विध्रुवी राहिलेले आहे, या गृहीताला प्रत्यक्ष पुरावा देता येणे शक्य नाही. म्हणून पुराचुंबकत्वमापनावरून खंडविप्लवाविषयी जी अनुमाने काढण्यात आली आहेत, ती ग्राह्य मानणे उतावळेपणाचे होईल, असे कित्येकांचे म्हणणे आहे. खडकांच्या प्रत्यक्ष मापनावरून मिळणारे पुरावे मात्र द्विध्रुवी कल्पनेला एकंदरीत पाठिंबा देणारे आहेत.
अलीकडील संशोधन : पुराचुंबकीय मापनांच्या आधारे के. एम्. क्रीर व त्यांच्या सहकाऱ्यांनी १९७० साली पुढील निष्कर्ष काढले आहेत. कँब्रियन ते ट्रायासिक (सु. ६० ते २० कोटी वर्षांपूर्वीच्या) काळापर्यंत आफ्रिका व दक्षिण अमेरिका ही खंडे एकमेकांना चिकटून होती आणि क्रिटेशस (सु. १४ ते ९ कोटी वर्षांपूर्वीच्या) काळी ती अलग होऊ लागली. तसेच यूरोप व उ. अमेरिका ही खंडे डेव्होनियन ते पर्मियन (सु. ४२ ते २४·५ कोटी वर्षांपूर्वीच्या) काळात सलग होती व तेव्हा उत्तर अटलांटिक महासागर नव्हता. यूरोप आणि उ. अमेरिका ट्रायासिक (सु. २३ ते २० कोटी वर्षांपूर्वीच्या) काळात एकमेकांपासून अलग होऊ लागली आणि क्रिटेशस काळापर्यंत ती एकमेकांपासून ती बरीच दूर सरकली होती. अशा रीतीने अटलांटिक महासागराच्या भोवती असलेल्या खंडांमधील भूमिस्वरूपांचा एकसारखेपणा (उदा., द. अमेरिकेचा पूर्व किनारा व आफ्रिकेचा पश्चिम किनारा हे फाडलेल्या कागदाच्या कडांप्रमाणे आहेत) व इतर भूवैज्ञानिक पद्धतींनी काढलेला खंडविप्लवाचा काळ यांच्याशी पुराचुंबकीय संशोधनाद्वारे काढलेले वरील निष्कर्ष चांगल्या प्रकारे जुळतात.
खंडांची पूर्वीची स्थाने प्रस्थापित करणे व ध्रुवभ्रमण कसे झाले हे ठरविणे या दोन प्रश्नांशिवाय अनेक लहान व स्थानिक स्वरूपाच्या भूसांरचनिक प्रश्नांची उकल करण्यासाठी पुराचुंबकीय संशोधनाचा उपयोग केला जात आहे. उदा., सध्याच्या पुराचुंबकीय माहितीच्या आधारे पुढील घटना स्पष्ट करता येतात : (१) आयबेरियन द्वीपकल्पाचा प्रतिघटिवत (घड्याळाच्या काट्यांच्या उलट दिशेतील) विप्लव, (२)कॉर्सिका व सार्डिनिया यांचा विप्लव, (३) जपानी बेटांचे वाकणे व (४) कोलंबिया (अमेरिकेची संयुक्त संस्थाने) बाकदार होणे. यांशिवाय भूकालगणना व विविध प्रदेशांतील खडकांचे स्तरवैज्ञानिक सहसंबंध निश्चित करणे यांसाठीही पुराचुंबकीय संशोधन उपयुक्त ठरले आहे. तसेच विशिष्ट भूवैज्ञानिक काळात विविध खंडे एकमेकांच्या संदर्भात कोठे होती, हे समजण्यासाठीही या अध्ययनाचे साहाय्य घेता येते. अशा तऱ्हेने पुराचुंबकत्वाच्या एकूण संशोधनावरून भूकवचात सतत घडामोडी घडून येत असल्याचे व ध्रुवांचे भ्रमण सावकाश परंतु वारंवार झाल्याचे दिसून येते. तथापि सर्व भूवैज्ञानिक काळाकरिता स्थिर असा संदर्भ बिंदू उपलब्ध न झाल्याने विशिष्ट खडकांच्या पुराचुंबकीय फलांचे अर्थ लावणे बऱ्याच वेळा कठीण होते.
पहा : भूचंबकत्व.
केळकर, क. वा.
“