स्तरविज्ञान : भूविज्ञानाचा एक विभाग. स्तरित म्हणजे थरांच्या रूपात असणार्‍या खडकांचा विचार या विभागात केला जातो. स्तरित खडकांपैकी संख्येने सर्वांत अधिक असे खडक म्हणजे गाळाचे किंवा अवसादी खडक होत व स्तरविज्ञानाचा बहुतेक भाग त्यांच्या संबंधीच असतो. लाव्ह्यांसारखे काही अग्निज खडक आणि गाळाच्या किंवा अग्निज खडकांपासून तयार झालेले काही रूपांतरित खडक हेही थरांच्या रूपात आढळतात. स्तरविज्ञानाच्या पद्धतींनी त्यांचेही अध्ययन करणे शक्य असते. म्हणून स्तरविज्ञानात त्यांचाही विचार केला जातो. स्तरित खडकांचे एकमेकांशी कोणते संबंध आहेत हे प्रत्यक्ष पाहणे व त्या संबंधांवरून त्यांच्या इतिहासाविषयी अनुमान करणे हे स्तरविज्ञानाचे कार्य होय.
एखाद्या क्षेत्राच्या स्तरवैज्ञानिक पाहणीत करावयाचे पहिले कार्य म्हणजे तेथील थरांचा कालानुक्रम कसा आहे हे शोधून काढणे. बिघाड न झालेल्या अवसादी थरांच्या राशीतील कोणताही थर त्याच्यावर वसलेल्या थराच्या आधी तयार झालेला असतो. या अध्यारोपण-नियमाचा उपयोग करून तेथील सर्व थरांचा कालानुक्रम ठरविला जातो. त्या अनुक्रमावरून त्या क्षेत्राच्या स्थानीय इतिहासाची कल्पना येते.
एखाद्या विस्तीर्ण प्रदेशाच्या निरनिराळ्या क्षेत्रांची पाहणी करणे व त्यावरून मिळालेली स्थानीय माहिती एकत्र करून त्या प्रदेशात असलेल्या एकूण थरांचा कालानुक्रम ठरविणे, ही त्याच्या पुढची पायरी होय. तो ठरविण्यासाठी निरनिराळ्या स्थानीय राशींतील कोणते थर एकाच कालखंडात तयार झालेले आहेत हे शोधून काढावे लागते. एकाच कालखंडात तयार झालेले खडक कोणते हे कळून आल्यानंतर त्यांचा खुणेप्रमाणे उपयोग करून त्या प्रदेशातील एकूण थरांचा कालानुक्रम ठरविला जातो. नंतर अनेक विस्तीर्ण प्रदेशांच्या पाहणीवरून मिळालेली माहिती अशाच रीतीने एकत्र जुळवून एकूण पृथ्वीवरील थरांचा अनुक्रम दाखविणारा आराखडा तयार केला जातो.
निरनिराळ्या व एकमेकांपासून अलग असलेल्या क्षेत्रांतील थरांचे सहसंबंध ठरविण्यासाठी म्हणजे त्यांच्यापैकी कोणते थर एकाच काल-खंडात तयार झालेले आहेत हे शोधून काढण्यासाठी अनेक रीती वापरल्या जातात. त्यांपैकी सर्वांत महत्त्वाची म्हणजे ⇨ विल्यम स्मिथ यांची जीवाश्मांच्या म्हणजे शिळाभूत झालेल्या जीवांच्या किंवा जीवावशेषांच्या अनुक्रमावर आधारलेली रीती होय. प्राण्यांच्या किंवा वनस्पतींच्या सारख्याच जातींचे जीवाश्म समुच्चय असणारे असे निरनिराळ्या क्षेत्रांतील थर एकाच भूवैज्ञानिक कालखंडातील असतात “, या विल्यम स्मिथ यांच्या (१७९९) शोधानंतर वरील रीती पृथ्वीवरील शेकडो क्षेत्रांत वापरण्यात आलेली आहे व ती विश्वसनीय ठरलेली आहे. पृथ्वीवरील निरनिराळ्या प्रदेशांत तुटक-तुटक पसरलेल्या अशा ज्या स्तरराशी आहेत, त्यांचे कालानुक्रम व त्यांच्या खडकांची लक्षणे यांचे परीक्षण करून मिळालेल्या माहितीच्या आधारे पृथ्वीच्या कवचाचा इतिहास जुळविणे हे स्तरविज्ञानाचे सर्वांत महत्त्वाचे उद्दिष्ट होय.
थरांची वये व एकमेकांपासून अलग असणार्‍या थरांचे सहसंबंध ठरविण्यासाठी जीवाश्मांचा उपयोग करावा लागतो. एखाद्या थरात असलेल्या जीवाश्मांवरून तो थर कोणत्या परिस्थितीत तयार झाला हेही कळून येते. म्हणून स्तरवैज्ञानिक कार्य करताना जीवाश्मांची म्हणजे पुराजीवविज्ञानाची माहिती असावी लागते. उलट जीवाश्मांची वये ठरविण्यासाठी स्तरविज्ञानाचा उपयोग करावा लागतो, म्हणून स्तरविज्ञान व पुराजीवविज्ञान ही एकमेकांशी निगडित अशी विज्ञाने आहेत.
स्तरित खडक निर्माण करणार्‍या विविध नैसर्गिक प्रक्रिया पृथ्वीवरील अनेक क्षेत्रांत आजही चालू असलेल्या दिसतात आणि त्यांचे निरीक्षण करून स्तरित खडकांची लक्षणे व ते ज्या क्षेत्रात निर्माण होतात तेथील परिस्थिती यांचे परस्परसंबंध कसे असतात हे कळून येते. गाळ साचून अवसादी खडक निर्माण होण्याच्या प्रक्रियेला अवसादन म्हणतात. प्रयोग-शाळेत नियंत्रित परिस्थितीत अवसादनाचे प्रयोग करूनही अवसादी खडक कसे निर्माण होतात, याविषयी माहिती मिळविली जाते. नैसर्गिक प्रक्रियांच्या निरीक्षणाने किंवा अवसादनाच्या प्रयोगांवरून मिळणार्‍या माहितीच्या आधारावर गतकालात तयार झालेले अवसादी खडक कोणत्या परिस्थितीत निर्माण झाले असतील, याविषयी अनुमान केले जाते. त्या माहितीचा उपयोग स्तरविज्ञान व पुराजीवविज्ञान या दोहोंतही केला जातो. पृथ्वीच्या कवचाच्या व तिच्यावरील जीवांच्या इतिहासाविषयी मिळालेली विश्वसनीय माहिती मुख्यतः स्तरविज्ञानाच्या साहाय्यानेच मिळविण्यात आलेली आहे. म्हणून काही भूवैज्ञानिक स्तरविज्ञानाला इतिहासात्मक भूविज्ञान असे नाव देतात, तर काही त्याची एक शाखा समजतात.
व्यावहारिक उपयुक्ततेच्या दृष्टीनेही स्तरविज्ञान महत्त्वाचे आहे. दगडी कोळसा, तांब्याची किंवा लोहाची धातुके ( कच्च्या रूपातील धातू ) व इतर अनेक उपयुक्त खनिजांचे साठे स्तरित खडकांत किंवा स्तरित रूपात असतात आणि ते शोधून काढण्यासाठी स्तरविज्ञानाचा उपयोग होतो. या विज्ञानाचा उगम ब्रिटनमधील व जर्मनीतील खाणकामांमुळेच झाला. याचा सर्वांत अधिक उपयोग खनिज तेलाचे व नैसर्गिक वायूंचे साठे शोधून काढण्याच्या कामात होतो. खनिज तेलाचे व नैसर्गिक वायूंचे बहुतेक सर्व साठे अवसादी खडकांत असलेले आढळतात. यांत्रिक गिरमिटांनी जमिनीत भोके पाडून व उपसून वर काढलेल्या खोल जागेतील खडकांचे परीक्षण करण्याच्या आणि खोल जागी असणार्‍या व पृष्ठभागी न दिसणार्‍या खडकांचे सहसंबंध ठरविण्याच्या पद्धतीही शोधून काढण्यात आल्या आहेत. आ. १ मध्ये खडकांच्या राशीचा एक उभा छेद दाखविलेला आहे. समुद्राच्या तळाशी साचलेले चार थर या राशीत आहेत. भूकवचाच्या हालचालींमुळे ही राशी पाण्याबाहेर नुकतीच आलेली होती तेव्हा तिचा पृष्ठभाग सर्वांत वरच्या तुटक रेषेने दाखविलेल्या जागी होता व त्या काळी राशीच्या माथ्याचा थरच दृष्टीस पडला असता. या राशीचे क्षरण ( झीज ) होऊन तयार झालेल्या एका दरीच्या जमिनीचे पृष्ठ वरच्या सलग रेषेने दाखविले आहे. क्षरणाने नाहीसे झालेले खडकांचे भाग तुटक रेषांनी दाखविले आहेत. दरी खोदली गेल्यामुळे खालचे थर उघडे पडले आहेत. दरीच्या तळापासून शेजारच्या उंचवट्याच्या माथ्याकडे किंवा उलट रीतीने चालत जाऊन चारही थरांची पाहणी करणे शक्य झालेले आहे. थर सपाट आडवे असून सर्वांत जुना थर तळाशी व सर्वांत नवा राशीच्या माथ्याशी आहे.
आ. २ मध्ये खडकांचे तिरपे थर असलेल्या प्रदेशाचा उभा छेद दाखविलेला आहे. थर उजवीकडे म्हणजे पूर्वेकडे कललेले आहेत. पश्चिमेकडून पूर्वेकडे जाताना अधिकाधिक नवे थर दिसतात. प्रत्येक थर त्याच्यापेक्षा नव्या थराकडे कललेला आहे व त्याचपेक्षा नव्या असणार्‍या थराखाली जमिनीत शिरलेला दिसतो. थर तिरपे असल्यामुळे सपाट जमि-नीवरून चालत जाऊनसुद्धा सर्व थरांची पाहणी करणे शक्य झालेले आहे.
आ. ३ मध्ये भूकवचाच्या हालचालींमुळे घड्या पडलेल्या थरांचा छेद दाखविला आहे [⟶ घड्या, खडकांतील ]. क्षरणामुळे नाहीसे झालेले भाग तुटक रेषेने व आजच्या जमिनीचे पृष्ठ सलग रेषेने दाखविले आहे. थर कमानी-पन्हळांसारखे वाकलेले असल्यामुळे त्यांचे काही भाग पूर्वेकडे व काही भाग पश्चिमेकडे कललेले आहेत परंतु थरांच्या कलण्याचा नियम तिरप्या थरांसारखाच आहे. म्हणजे प्रत्येक थर त्याच्यापेक्षा नव्या थराकडे कललेला असतो व त्याच्यापेक्षा नव्या थराखाली शिरत असतो. सपाट जमिनीवरून चालत जाऊन सुद्धा सर्व थरांची पाहणी करणे शक्य आहे व अशा पाहणीत थर पुन:पुन्हा दृष्टीस पडतात.
असे कित्येक प्रदेश आहेत की जे आता जमीन असले, तरी पूर्वी समुद्राच्या तळाशी होते. समुद्राच्या तळाशी असताना त्यांच्यावर गाळांचे थर साचले. पुढे केव्हा तरी भूकवचाची हालचाल होऊन ते प्रदेश समुद्राच्या बाहेर आणले गेले व त्यानंतर मात्र ते जमीन म्हणूनच राहिले. पाण्याबाहेर पडताच त्यांचे क्षरण होण्यास सुरुवात झाली व क्षरणाच्या मार्‍यातून शिल्लक राहिलेले खडक मात्र आता पहावयास मिळतात. वरील वर्णनातील तीनही उदाहरणे अशा प्रदेशांचीच आहेत. असेही काही प्रदेश पृथ्वीवर आहेत की, जे आलटून-पालटून समुद्राच्या बाहेर आले व आत बुडाले आणि अखेरीस समुद्राच्या बाहेर पडून जमीनच झाले. थरांच्या मांडणीवरून असे फेरफार ओळखता येतात. एखादे क्षेत्र जोपर्यंत समुद्राच्या पाण्याखाली असते, तोपर्यंत त्याच्यावर गाळ साचतात. ते क्षेत्र पाण्याच्या बाहेर येताच गाळ साचणे थांबते एवढेच नव्हे, तर पूर्वी साचलेले गाळ क्षरणाने नाहीसे होऊ लागतात. ते क्षेत्र जितका दीर्घकाल पाण्याबाहेर राहते, तितका पूर्वीच्या गाळांचा नाश अधिक होतो. कालांतराने ते क्षेत्र समुद्रात बुडाले म्हणजे त्याच्यावर पुन्हा गाळ साचू लागतात, अर्थात ते खडकांच्या क्षरणाने झिजलेल्या पृष्ठावर साचतात. म्हणून पूर्वीच्या व नव्या राशीं-मधील सांधा सामान्यत: खडबडीत असतो. काही काळ उलटल्यावर ते क्षेत्र उचलले जाऊन त्याची जमीन झाली म्हणजे मागाहून साचलेल्या थरांवर कवचाच्या एकाच हालचालीचा परिणाम होतो. पूर्वीच्या थरांवर पूर्वीच्या हालचालींचे परिणाम झालेले होतेच व त्यांच्यात दुसर्‍या हालचालीच्या परिणामांची भर पडते. म्हणून पूर्वीच्या थरांच्या व मागाहून साचलेल्या थरांच्या संरचना सामान्यतः भिन्न असतात. वरच्या थरांच्या रचना खालच्या थरांच्या रचनेशी विसंगत असतात. अशा विसंगत संबंधास विसंगती म्हणतात.
आ. ४ मध्ये विसंगतीचे एक उदाहरण दाखविले आहे. कमानीप्रमाणे वाकलेल्या थरांचे क्षरण होऊन जवळजवळ सपाट झालेल्या पृष्ठांवर मागाहून साचलेल्या गाळांचे सपाट थर वसलेले आहेत. पहिल्या खेपेस साचलेले थर कमानीसारखे वाकविले जाऊन पाण्याबाहेर आणले गेले. क्षरणाने बरीच झीज झाल्यावर ते समुद्रात बुडविले गेले व त्यांच्या झिजलेल्या पृष्ठावर गाळ साचू लागले. काही काळाने तो प्रदेश उचलला जाऊन पाण्याबाहेर आला परंतु या खेपेच्या हालचालीत थरांची मांडणी न बिघडविता ते उचलेले गेले, असे वरील आ. ४ मधील संरचनांवरून दिसून येते. थोडक्यात, खडकांमधील ( विशेषत: गाळाच्या खडकांमधील ) थरांचे रूप, मांडणी, भौगोलिक वाटणी, कालानुक्रम, वर्गीकरण, सहसंबंध आणि परस्परसंबंध यांच्याशी निगडित असलेली भूविज्ञानाची शाखा म्हणजे स्तरविज्ञान किंवा स्तरवैज्ञानिक भूविज्ञान होय. स्तरवैज्ञानिक विश्लेषण करताना अवसाद व अवसादी खडक यांची अंगभूत गुणवैशिष्ट्ये किंवा गुणधर्म यांच्यातील विभिन्नतेवर लक्ष केंद्रित करतात. या गुणवैशिष्ट्यांनुसार अथवा गुणधर्मांनुसार स्तरविज्ञानाच्या शिलास्तरविज्ञान, जीवस्तरविज्ञान, रक्षास्तरविज्ञान, अवशिष्ट चुंबकीकरण स्तरविज्ञान, रसायनस्तरविज्ञान, अनुक्रम स्तरविज्ञान आणि भूकंपीय स्तरविज्ञान या उपशाखा करतात. संघटन, वयन ( पोत ) इ. गुणधर्मांतील विभिन्नतेनुसार करण्यात येणार्‍या स्तरित खडकांच्या विश्लेषणाला शिलास्तरविज्ञान म्हणतात. खडकांच्या भिन्न वयांच्या थरांमध्ये भिन्न जीवाश्म असतात, या विल्यम स्मिथ यांनी सर्वप्रथम केलेल्या निरीक्षणावर आधारलेल्या स्तरित खडकांच्या अभ्यासाला जीवस्तरविज्ञान म्हणतात. एका ज्वालामुखी उद्रेकातून बाहेर पडलेल्या राखेपासून बनलेल्या आणि थरांसारखे ठळक दर्शकचिन्ह असलेल्या थरांचा मागोवा घेण्यावर भर देऊन केलेल्या थरांच्या विश्ले-षणाला रक्षास्तरविज्ञान म्हणतात. अवसादांतील किंवा अवसादी खडकां-तील अवशिष्ट चुंबकीकरणाचे मापन करून त्यांच्या करण्यात येणार्‍या अध्ययनाला अवशिष्ट चुंबकीकरण स्तरविज्ञान म्हणतात. यासाठी सुविकसित प्रयोगशालीय विश्लेषणाची आवश्यकता असते. स्तरित खड-कांतील विशिष्ट समस्थानिकांच्या गुणोत्तरांच्या मापनाशी किंवा अतिशय कमी प्रमाणात असलेल्या विरल व अभिजात मूलद्रव्यांच्या विश्लेषणाशी रसायनस्तरविज्ञानाचा संबंध येतो. यासाठीही सुविकसित प्रयोगशालीय विश्लेषण करणे गरजेचे असते. अनुक्रम स्तरविज्ञानात वरील तंत्रांचे स्तर-विषयक भूमितीच्या संदर्भात एकत्रीकरण करण्याचा प्रयत्न करतात. यामुळे एकत्रीकरण करणारा व्यूह वा चौकट उपलब्ध होते. या चौकटीमध्ये अवसाद व खडकांच्या राशी यांच्यामधील कालविषयक परस्परसंबंधांचे अनुसंधान केले जाते. तसेच त्यांची संख्येतील वये काढतात. भूकंपीय स्तरविज्ञान हे अनुक्रम स्तरविज्ञानाचे विभिन्न रूप आहे. भूकंपीय स्तर-विज्ञानात स्तरित खडकांच्या राशीमधील विसंगती निश्चित करतात आणि परावर्तन भूमितीच्या आधारे भूकंपीय परावर्तन पार्श्वदृश्यांमध्ये त्यांचा माग काढतात किंवा छडा लावतात.
पहा : आर्कीयन जीवपूर्व जीवाश्म पुराजीवविज्ञान पुराप्राणिविज्ञान भूविज्ञान शैलसमूह, भारतातील स्तरवैज्ञानिक वर्गीकरण.
संदर्भ : 1. Dunbar, C. O. Historical Geology, New York, 1960.
2. Salvador, A. Ed., International Stratigraphic Guide, Geological Society of America, Boulder, 1994.
ठाकूर, अ. ना.
“
आपल्या मित्रपरिवारात शेअर करा..
