हिमकाल

हिमकाल : (हिमयुग) . ज्या भूवैज्ञानिक काळात जमिनीचे प्रचंडक्षेत्र जाड हिमस्तरांनी (खंडावरील हिमनद्यांनी) आच्छादले जाते, त्याला हिमकाल म्हणतात. असे मोठ्या प्रमाणातील ⇨ हिमानी क्रिये चे काळ अनेक दशलक्ष वर्षे राहू शकतात आणि या काळात सर्व खंडीयप्रदेशांतील भूपृष्ठावरील भूमिरूपांचे आकार मोठ्या प्रमाणात बदलतात. पृथ्वीच्या इतिहासात अनेक प्रमुख हिमकाल घडून गेले आहेत. सर्वांत आधीचा ज्ञात हिमकाल सु. २.३ अब्ज वर्षांपूर्वी घडला, तर ७५ ते ३८ कोटी वर्षांपूर्वीच्या कालावधीत – सुपुराकल्प नावाच्या कालावधीच्या अखेरीस – हिमानी क्रियांच्या प्रमुख घटना घडल्या. हिमानी क्रिया मोठ्या प्रमाणावर सु. ४५ व सु. ३० कोटी वर्षांपूर्वी घडल्याच्या घटना आहेत. सर्वांत अलीकडचा हिमकाल ⇨ प्लाइस्टोसीन कल्पाच्या (सु. ३६ लाख ते ११,५०० वर्षांपूर्वीचा कालावधी) अखेरीस घडला. या हिमकालात अनेक लहान वेगवेगळे हिमकाल झालेले दिसतात. दोन प्लाइस्टोसीन हिमकालांदरम्यानच्या काळाला आंतरहिमानी काल म्हणतात. शेवटचा प्लाइस्टोसीन हिमकाल सु. ९० हजार वर्षे राहिला व आंतरहिमानी कालसु. दहा हजार वर्षे एवढा होता. जर हाच आकृतिबंध पुढे चालूराहिला, तर सु. ३००० सालापासून म्हणजे चालू आंतरहिमानी कालानंतर दुसरा हिमकाल सुरू होईल. तथापि, मानवी व्यवहारांमुळे जल-वायुमानात (दीर्घकालीन सरासरी हवामानात) अशा रीतीने बदल होत आहे की, त्यामुळे हा नैसर्गिक आकृतिबंध बदलेल असे जवळजवळ ठामपणे म्हणता येते. 

प्लाइस्टोसीन हिमकाल : सुमारे ५ कोटी वर्षांपूर्वी म्हणजे प्लाइस्टोसीन कल्प सुरू होण्याच्या पुष्कळ आधी पृथ्वीचे वातावरण थंड होण्यास सुरुवात झाली होती. सुमारे ३.५ कोटी वर्षांपूर्वी अंटार्क्टिकावर हिमनद्या तयार व्हायला सुरुवात झाली होती व त्यांची वाढ चालूराहिली. सुमारे ५० लाख वर्षे हिमनद्यांनी अंटार्क्टिका खंड जवळजवळपूर्णपणे व्यापले. सुमारे २६ लाख वर्षांपूर्वी उत्तर अमेरिका, यूरोप वआशिया येथील पहिल्या मोठ्या हिमनद्या तयार झाल्या. ही प्लाइस्टोसीन कल्पाची सुरुवात होती. तेव्हापासून हिमनद्या नाहीशा होणे व पुन्हा निर्माण होणे असे तेथे तीस वेळा घडल्याचे वैज्ञानिकांचे मत आहे. सर्वांत अलीकडचा हिमकाल सु. ११,५०० वर्षांपूर्वी संपुष्टात आला. 

प्लाइस्टोसीन काळातील हिमनद्यांचा विस्तार : हिम स्वतःच्या वजनाखाली जसा बाहेरच्या दिशेत वाहतो, तशा त्याच्या प्रवाहामुळेजमिनीवर काही खाणाखुणा वा चिन्हे मागे राहतात. प्लाइस्टोसीनकाळातील हिमस्तरांचा आकार व आकारमान (व्याप्ती) निश्चित करण्यासाठी वैज्ञानिकांनी मुख्यत्वे अशा खाणाखुणांचे विश्लेषण केले आहे. हिम जसा खडकांवरून पुढे वाहत जातो तसे मागे खडकांवर ओरखडे राहतात. त्यांना घर्षणरेषा वा हिमरेखांकने म्हणतात. पूर्वी जेथे नद्यांची खोरी होती, तेथे दऱ्यांतील हिमनद्यांमुळे इंग्रजी यू (U) आकाराच्या निदऱ्या(गॉर्ज) खोदल्या जातात. जेव्हा हिमनद्या वितळतात तेव्हा त्यांच्या मागे चिखल, वाळू, गाळवट व खडक यांचे समूह राहतात. त्यांना ⇨ हिमोढ(मॉरेन) म्हणतात व बहुधा त्यांची टेकाडे वा कटक (वरंबे) असतात. एकेकाळी हिम असलेले खोलगट भाग व हिमाने घासून तयार झालेले खोलगट भाग पाण्याने भरतात. यामुळे सरोवरे व अरुंद प्रवेशमार्ग तयार होतात. या प्रवेशमार्गांना ⇨ हिमगर्त (केटल होल वा फ्योर्ड) म्हणतात. हिमनद्यांनी कोरलेल्या दऱ्या बऱ्याचदा समुद्रसपाटीपेक्षा खोल असतात. बर्फवितळून अशा उभ्या बाजूंच्या दऱ्यांमध्ये पाणी शिरते. अशा तर्‍हेने बनलेल्या पाण्याच्या या लांब चिंचोळ्या फाट्याला फ्योर्ड म्हणतात. [→ किनारा व किनारी प्रदेश]. 

हिमनद्यांची व्याप्ती ठरविण्यासाठी शास्त्रज्ञांनी जमिनीच्या पातळीत झालेले बदलही मोजले आहेत. हिमस्तरांच्या मध्यभागी हिमाचा मोठा दाब असून त्यामुळे त्याखालील खडक खाली ढकलला वा दाबला जातो. हिमस्तरांच्या कडांशी असणारा खडक वरच्या दिशेत वाकतो. बर्फ वितळला म्हणजे मध्यभागी असलेला खडक वर उचलला जातो व कडांशी असणारा खडक खाली जातो. ही जुळवाजुळव चालूच आहे. 

सर्वांत अलीकडच्या प्लाइस्टोसीन हिमनद्यांची जाडी सु. ३,००० मी. पर्यंत वाढली होती. हिमनद्यांचा विस्तार सर्वाधिक असताना त्यांच्यात पृथ्वीवरील एवढे पाणी धरून ठेवले होते की, त्यामुळे समुद्राची पातळी सांप्रत पातळीच्या सु. १२० मी. खाली होती. 

उत्तर अमेरिकेतील मुख्य हिमस्तराचा मध्य कॅनडामध्ये हडसन उपसागरालगत होता. या हिमस्तराने उत्तर अमेरिका खंडाचा मोठा भाग आच्छादला होता आणि तो दक्षिणेकडे सध्याच्या मिसुरी व ओहायओया नद्यांच्या ठिकाणांपर्यंत पोहोचला होता. यूरोपातील मुख्य हिमस्तराचा मध्य स्कँडिनेव्हियन द्वीपकल्प हा होता. हा हिमस्तर उत्तर जर्मनीत व जवळजवळ मॉस्कोपर्यंत पसरलेला होता. याचे आकारमान (क्षेत्रफळ) उत्तर अमेरिकेतील हिमस्तराच्या जवळजवळ अर्धे होते. 

हिमस्तर अखेरीस सु. २० हजार वर्षांपूर्वी (वितळून) मागे जायला सुरुवात झाली. सांप्रत फक्त अंटार्क्टिका व ग्रीनलंड हे भूभाग जवळ-जवळ पूर्णपणे हिमनद्यांनी आच्छादलेले आहेत. 

हिमकालांचा व जलवायुमानांचा पुरावा : प्रत्येक हिमकाळात विविध कालावधींचे आणि तीव्रतेचे अनेक अधिक उबदार व अधिक थंड काळ होते. विविध हिमकाल व त्यांची जलवायुमाने यांचा पुरावा जमिनीवरील व समुद्रातील अवसाद (चिखल व इतर द्रव्याचे साचलेले निक्षेप), गुहांमधील निक्षेप आणि आधुनिक हिमनद्या व हिमस्तर यांच्यातून मिळतो. 

जमिनीतून मिळणारा पुरावा : प्लाइस्टोसीन काळातील विविध हिम- कालांचा आधार जमिनीतून मिळालेला पुरावा हा आहे. या पुराव्यामध्ये निर्मितिस्थळापासून खूप दूरवरच्या भागात निक्षेपित झालेले काही प्रचंड मोठ्या आकारमानाचे दगडगोटे व खडक यांवरील ओरखड्यांसारखी रेषांकने येतात. १७५० च्या सुमारास अनेक वैज्ञानिकांच्या मते रेषांकनांचा हा पुरावा यूरोप व उत्तर अमेरिका येथील विस्तृत क्षेत्रांवर पसरलेल्या हिमनद्यांच्या हालचालींतून निर्माण झालेला आहे. या शतकाअखेरीस संशोधकांनी पुढील निष्कर्ष काढला : उत्तर अमेरिकेत हिमनद्यांनी मागे ठेवलेले ठराविक हिमोढ व इतर द्रव्य हे चार हिमकालांतील आहे. नेब्रॅस्कन, कानझन, इलिनॉईन व विस्कॉन्सिन हे ते चार हिमकाल होत. 

आल्प्स पर्वताला लागून असणाऱ्यादीतटमंचांचे (नदीवेदिकांचे) विश्लेषण केल्यावर यूरोपातील चार हिमकाल ओळखण्यात आले. हेनदीतटमंच जाड्या (रेतीच्या) थरांचे बनलेले असल्याचे लक्षात आले. जेव्हा जलवायुमान थंड होते, तेव्हा नद्यांनी रेव निक्षेपित झाल्याचानिष्कर्ष शास्त्रज्ञांनी काढला. अशा काळात ⇨ हिमतुषाराच्या क्रियेमुळे खडकाचे सहजपणे तुकडे होऊन रेव तयार होते. शिवाय खडकांचे असे तुकडे आहेत त्याच जागी धरून ठेवण्यास पुरेशा वनस्पती नव्हत्या, यामुळे या कालावधीत पावसाच्या पाणलोटाने अधिक रेती नद्यांमध्येनेली गेली. या यूरोपातील हिमकालांना वैज्ञानिकांनी गुंझ, मिंडेल, रिस ववर्म ही नावे दिली. ज्या नद्यांचा अभ्यास करण्यात आला त्या नद्यांच्या नावांवरून हिमकालांना ही नावे दिली आहेत. यूरोप व उत्तर अमेरिकेत ओळखण्यात आलेले हे चार हिमकाल म्हणजे प्लाइस्टोसीन काळातील तिसावा अधिक हिमकालांचा अंशात्मक भाग आहे. 

हिमकालातील जलवायुमानाची माहिती ⇨ लोएसचे (वाऱ्याने वाहून आणलेल्या सूक्ष्मकणी धुळीचे) निक्षेप, सरोवरातील अवसाद (गाळ) आणि रुतण (बॉग वा दलदली) यांच्यावरूनही मिळते. अशा निक्षेपांचे वैज्ञानिकांनी पराग तसेच वनस्पती व प्राणी यांच्या अवशेषांच्या दृष्टीने परीक्षण केले. नंतर त्यांनी आपल्या नमुन्यांचे विश्लेषण पुढील दोन घटकांना किंवा कारणीभूत गोष्टींना अनुसरून केले : ज्या खोलीवर सदर नमुने आढळले ती त्यांची खोली आणि दुसरे याच प्रकारांचे नमुने सांप्रतज्या जलवायुमानात तयार होत आहे ते जलवायुमान. 

नमुने ज्या खोलीवर आढळले त्या खोलीवरून ते केव्हा निक्षेपित झाले, हे दिसून येते वा समजते. एकूणच अधिक खोलवरचे द्रव्य आधीच्या काळात खाली साचलेले असते. सध्याच्या अशा निक्षेपांच्या वाढीच्या आकृतिबंधांशी तुलना केल्यास नमुने जेव्हा साचले तेव्हाचे जलवायुमान लक्षात येते. 

महासागरांतून मिळणारा पुरावा : समुद्रतळातील अवसादातूनछिद्रणाद्वारे खोदून काढलेले वरवंट्यासारखे दंडगोलाकार गाभ्याचे नमुने तपासून त्यांमधून हिमकालाचे महासागरांतून मिळणारे पुरावे हाती लागतात. या नमुन्यांत विविध खोलींवर असलेल्या समुद्रांत राहणाऱ्या फोरॅमिनी-फेरांसारख्या सूक्ष्म प्राण्यांच्या कवचांची वैज्ञानिक मोजदाद करतात. काही फोरॅमिनीफेरांची भरभराट गरम पाण्यात होते तर इतर काही फोरॅमिनी-फेरा थंड पाण्यात चांगले वाढतात. नंतर संशोधक दिलेल्या विशिष्ट खोलीवर आढळलेल्या प्राणिजातींच्या संख्यांची तुलना करतात. यावरून त्यांना नमुने जेव्हा निक्षेपित झाले तेव्हाच्या पाण्याचे तापमान आकडेमोड करून अंदाजे काढता येते. 

हिमनद्या व हिमस्तर यांच्यामध्ये किती हिम (बर्फ) अडकून पडला होता, हे फोरॅमिनीफेरांच्या कवचांच्या निर्मितीमधील ऑक्सिजनाच्या सम-स्थानिकांचे (अणुक्रमांक तोच पण भिन्न द्रव्यमानांक असलेल्या त्याच मूलद्रव्याच्या प्रकारांचे) मापन करून ठरवितात. ऑक्सिजन-१६ या समस्थानिकापेक्षा ऑक्सिजन-१८ हा समस्थानिक अधिक जड व पुष्कळच कमी प्रमाणात आढळणारा आहे. 

पाण्याच्या रेणूत हायड्रोजनाचे (क) दोन व ऑक्सिजनाचा (ज) एक अणू असतो. ऑक्सिजन-१६ असलेल्या पाण्याच्या रेणूंचे ऑक्सिजन-१८ असलेल्या पाण्याच्या रेणूंपेक्षा अधिक सहजपणे बाष्पीभवन होते. म्हणून ऑक्सिजन-१६ समस्थानिक हिमात व हिमस्तरांत साचतो. याचप्रमाणे महासागरात ऑक्सिजन-१८ अधिक गोळा होतो. अशा प्रकारे हिमकालांत जेव्हा समुद्रपातळी खाली होती, तेव्हापेक्षा आंतरहिमानी काळांत महासागरात ऑक्सिजन-१८ चे प्रमाण (टक्केवारी) अधिक होते. 

फोरॅमिनीफेरांच्या कवचांत कार्बोनेट असते. कार्बोनेटात (CO₃) ऑक्सिजनाचे (O) तीन व कार्बनाचा (C) एक रेणू असतो. फोरॅमिनीफेरांना त्यांच्या कार्बोनेटासाठी लागणारा ऑक्सिजन महासागरातील पाण्यातून मिळतो. अशा रीतीने हिमकालांत राहिलेल्या फोरॅमिनीफेरांच्या कवचांमध्ये आंतरहिमानी काळांत राहिलेल्या फोरॅमिनीफेरांच्या कवचां-पेक्षा अधिक प्रमाणात ऑक्सिजन-१८ गोळा झालेला असतो. फोरॅमिनी-फेरांच्या कवचांतील ऑक्सिजन-१८ च्या प्रमाणाच्या मापनांवरून सु. ३० प्लाइस्टोसीन हिमकाल होऊन गेल्याचे सूचित होते. 

आधुनिक हिमनद्या व गुहा यांतून मिळालेला पुरावा : ग्रीनलंड व अंटार्क्टिका येथे छिद्रण करून मिळालेले बर्फाचे वरवंट्यासारखे गाभे आणि जगभरातल्या गुहांमध्ये आढळणारे निक्षेप या दोन स्रोतांमधून हिमकालातील जलवायुमानाचा तपशीलवार पुरावा मिळतो. ग्रीनलंडमध्ये वैज्ञानिकांनी गाभ्याच्या रूपातील असे पुरावे मिळविण्यासाठी सु. ३,००० मी. पर्यंत छिद्रण केले. तापमान, रासायनिक क्रिया, धुळीचे एकत्रीकरण वा केंद्रीकरण आणि गेल्या सु. १ लाख बारा हजार वर्षांतील वातावरणाचे वायुसंघटन यांची विश्वासार्ह नोंद या गाभ्यांतून उपलब्ध होते. अंटार्क्टिकातून मिळालेल्या अशा गाभ्यांद्वारे गेल्या सु. ८ लाख वर्षांतील अशी माहिती मिळते. 

शंक्वाकार स्तंभरूपी निक्षेप (स्टॅलॅग्माइट) गुहांच्या पृष्ठभागापासून वरच्या दिशेत वाढतात. हे निक्षेप हजारो वर्षांपर्यंत तयार होऊ शकतात. त्यांचे विश्लेषण करून वैज्ञानिक असे स्तंभ केव्हा तयार झाले, हेे ठरवू शकतात. प्रत्येक स्तंभ ज्या काळात वाढला त्या काळातील जल-वायुमानाच्या नोंदी वैज्ञानिक प्रस्थापित करू शकतात. गेल्या हजारो वर्षांतील जलवायुमानाच्या प्रधान नोंदी तयार करण्यासाठी वैज्ञानिकांनी भिन्न स्तंभांतील नोंदींचे तुकडे एकत्रित जोडण्याचे काम केले. गुहांमधील नोंदींद्वारे गेल्या ४ लाख वर्षांच्या कालावधीचे आकलन झाले आहे. 

सर्वांत अलीकडच्या हिमकालातील बर्फाचे दंडगोलाकार गाभे, गुहांमधील व इतरत्र झालेल्या नोंदी यांवरून जगातील पुष्कळ मोठ्या भागातील जलवायुमानात मोठे व वारंवार बदल झालेले दिसतात. एखाद्या काळात जलवायुमान जलदपणे म्हणजे काही दशकांत किंवा अगदी काही वर्षांत बदलल्याचे आढळते. जलवायुमानात जलदपणे होणाऱ्या या बदलांना आकस्मिक जलवायुमानीय बदल असे म्हणतात. महासागरातील प्रवाहांत त्वरेने झालेल्या बदलांमुळे जलवायुमानातील आकस्मिक बदल झाले असावेत. महासागरी प्रवाहांच्या स्थानच्युतींमुळे वातावरणातही बदल होतील उदा., वाऱ्याची स्थानच्युती व पावसाच्या व्याप्तीतील किंवा स्वरूपातील बदल. महासागर व वातावरण यांच्यामधील या बदलांमुळे जागतिक हवामान व जलवायुमान यांच्यावर परिणाम होईल. 

सुपुराकल्पातील हिमकाल : खूपच आधी घडलेल्या सुपुरा-कल्पातील काही हिमनादेय युगांत (हिमकालांत) हिमस्तर जवळजवळसर्व पृथ्वीवर पसरलेले होते. सुपुराकल्पातील हिमकालांपैकी शेवटच्याहिमकालानंतर वनस्पती व प्राणी यांच्या अनेक जाती प्रथमच पृथ्वीवर अवतरल्या. या हिमकालाच्या अखेरीस असलेल्या टोकाच्या परिस्थितीशी जुळवून घेतल्याने विविध प्रकारच्या जीवजातींच्या क्रमविकासाची (उत्क्रांतीची) सुरुवात झाली. 

पहा : अवशिष्ट प्राणिसमूह चतुर्थ कल्प जलवायुविज्ञान पृथ्वी प्लाइस्टोसीन लोएस हिमनदी व हिमस्तर हिमानी क्रिया. 

संदर्भ : 1. Benn, D. I. Evans, D. J. A. Glaciers and Glaciation, 1998.

           2. Fagan, B. M. The Little Ice Age : How Climate Made History 1300–1850, 2001.

           3. Imbrie, J. Imbrie, K. Ice Ages : Solving the Mystery, 2005.

           4. Menzies, J., Ed., Modern and Past Glacial Environments, 2002. 

ठाकूर, अ. ना. 

“