शिलावरण

शिलावरण : घन पृथ्वीच्या पृष्ठालगतच्या, काही थोडे किलोमीटर जाडीच्या भागाला शिलावरण किंवा पृथ्वीचे कवच अशी नावे दिली जातात. पूर्वीच्या वैज्ञानिकांची अशी कल्पना होती की, एक प्रचंड आकारमानाचा, उष्ण, वितळलेल्या पदार्थाचा गोळा मंद गतीने निवून व घन होण्याची क्रिया पृष्ठापासून सुरू होऊन व अधिकाधिक खोल भागात पसरून पृथ्वी तयार झालेली आहे व तिचा बहुतेक भाग अद्यापि उष्ण, वितळलेल्या स्थितीत असून पृष्ठाजवळच्या, थोड्याशा जाडीचा, वेष्टनासारखा भाग मात्र घन खडकांचा आहे, म्हणून त्यांनी वरील नावे दिली. पृथ्वी वितळलेल्या स्थितीतून गेलेली असो वा नसो, उष्ण, वितळलेल्या पदार्थाच्या प्रचंड राशीभोवती घन खडकांचे पातळसे वेष्टन अशी तिची रचना नाही हे आता निश्चित ठाऊक झालेले आहे [→ पृथ्वी]. आता वरील संज्ञांचा मूळ अर्थ राहिलेला नाही परंतु काही अप्रत्यक्ष प्रमाणांवरून असे सिद्ध झालेले आहे की, पृथ्वीच्या पृष्ठाजवळच्या काही थोडे किलोमीटर जाडीच्या भागाच्या घटकांचे भौतिक गुणधर्म त्याच्या खाली असलेल्या पदार्थाच्या गुणधर्मांहून अगदी वेगळे आहेत. म्हणून पृथ्वीच्या बाह्य भागासाठी वरील संज्ञा वापरणे अयोग्य ठरत नाही व त्या अर्थाने त्या सररास वापरल्या जातात. शिलावरणाच्या पृष्ठाच्या एकूण क्षेत्रापैकी सु. सत्तर टक्के भाग पाण्याने झाकला गेलेला आहे व उरलेला भाग जमीन आहे. जमीन असलेल्या क्षेत्रातले खडक पाहता येतात. पाण्याखाली असलेल्या बऱ्याचशा क्षेत्रातले खडक प्रत्यक्ष पाहणे शक्य नसले तरी त्यांचे नमुने मिळविता येतात व प्रत्यक्ष किंवा नमुने मिळवून केलेल्या पाहणीवरून असे आढळून येते की, कवच एकजिनसी नसून अनेक प्रकारच्या खडकांचे बनलेले आहे. ज्याची कोणतीही पातळी घेतली तर त्या पातळीतले खडक सगळीकडे सारखे नसतात असा पृथ्वीचा बाह्य भाग म्हणजे शिलावरण अशी शिलावरणाची सामान्यतः मान्य झालेली व्याख्या आहे. शिलावरणाच्या बुडाखाली असलेल्या भागाला अधःस्तर म्हणतात. अधःस्तराच्या कोणत्याही पातळीत सारखेच गुणधर्म (निदान ज्या गुणधर्मांचे मापन करता येते असे सारखेच गुणधर्म) असणारे खडक असतात. काही वैज्ञानिक अधःस्तराचा समावेशही शिलावरणात करतात पण सामान्यतः वरील व्याख्येत दिलेल्या अर्थाने शिलावरण ही संज्ञा वापरली जाते.

शिलावरण हे अगदी भिन्न असणाऱ्या खडकांच्या दोन ठळक गटांचे बनलेले आहे. ते गट असे : (१) ⇨ ग्रनाइट व त्याच्यासारख्या खडकांचा गट. विशिष्ट गुरुत्व सु. २·७. यांच्या रासायनिक घटकांपैकी सिलिका (SiO₂) ही मुख्य व विपुल (सु. ७० टक्के) असते. उरलेल्या घटकांपैकी सर्वांत अधिक ॲल्युमिना (Al₂O³) असते. खडकांच्या या गटाला सियाल (सि + ॲल) हे सुटसुटीत व स्मरण साहाय्यक नाव दिलेले आहे. (सिलिकातला सि + ॲल्युमिनातला ॲल = सिॲल).

(२) भारी व काळसर खडकांचा गट : ⇨ बेसाल्ट व त्याच्यासारखे खडक. विशिष्ट गुरुत्व २·९-३·०० व त्याच्यापेक्षाही भारी खडक, विशिष्ट गुरुत्व ३·४ पर्यंत, यांचा गट. यांचा मुख्य घटक सिलिकाच असते पण तिचे प्रमाण ४०–५० टक्के इतकेच, म्हणजेच ग्रॅनाइटातील सिलिकेपेक्षा पुष्कळच कमी असते. सिलिकेच्या खालोखाल मॅग्नेशिया असतो. म्हणून या गटाला सिमा (सि + मॅ) हे नाव दिले जाते. (सिलिकातला सि + मॅग्नेशियातला मॅ = सिमॅ).

खंडे मुख्यतः सियालाची बनलेली आहेत. त्यांच्या सियालाची जाडी कित्येक किलोमीटर आहे व त्यांचा सियाल त्यांच्या पृष्ठाखाली कित्येक किलोमीटरांइतक खोल गेलेला आहे. महासागरांच्या तळाखाली असलेल्या खडकांचा पाया सिमाचा आहे व महासागरांखाली असलेला सिमा खंडांच्या सियालाखाली सलग पसरलेला आहे. महासागरांतील किंवा खंडावरील कित्येक ज्वालामुखीतून जे बेसाल्टी लाव्हे बाहेर लोटले जातात ते सिमाचे पृष्ठभागी आलेले नमुने होत.

शिलावरणाची जाडी सर्वत्र सारखी नाही असे प्रत्यक्ष रीतींनी मिळविलेल्या माहितीवरून कळून आलेले आहे. खंडे असलेल्या भागातल्या कवचाची जाडी अधिक म्हणजे सु. २० ते ३० किमी. असते. पर्वत असलेल्या क्षेत्रातले कवच यापेक्षा बरेच जाड असते. महासागरांच्या तळाखालील कवचाची जाडी बरीच कमी, सरासरी पाच किमी. इतकीच असते.

शिलावरणाचा सु. १६ किमी. जाडीचा उथळ भाग अग्निज व रूपांतरित खडकांचा आणि त्यांच्यावर ठिकठिकाणी तुटकतुटक आच्छादनाप्रमाणे पसरलेल्या गाळांच्या खडकांचा बनलेला आहे. या सु. १६ किमी. जाडीच्या शिलावरणाचा ९५ टक्के भाग अग्निज किंवा अग्निक खडकांपासून उत्पन्न झालेल्या रूपांतरित खडकांचा व उरलेला भाग गाळांच्या खडकांचा किंवा त्यांच्यापासून उत्पन्न झालेल्या रूपांतरित खडकांचा आहे, असा क्लार्क व वॉशिंग्टन यांनी केलेला अंदाज आहे. त्यांच्या हिशेबाप्रमाणे शिलावरणाच्या या भागाचे सरासरी रासायनिक संघटन पुढील तक्त्यात दिल्याप्रमाणे आहे. तक्त्यातील शिलावरणाचे घटक मूलतत्त्वांच्या स्वरूपात आणि ऑक्साइडांच्या स्वरूपात असताना त्यांची प्रमाणे किती भरली असती हे दाखविले आहे. या तक्त्यावरून असे दिसून येईल की, शिलावरणाचा ९९·७५ टक्के इतका भाग फक्त १५ मूलतत्त्वांचा बनलेला आहे आणि व्यवहारात आवश्यक असलेल्या व मोठ्या प्रमाणात वापरल्या जाणाऱ्या बहुतेक मूलतत्त्वांचे कवचात असण्याचे प्रमाण अगदी क्षुल्लक आहे. तांबे, शिसे, कथिल, जस्त, पारा, सोने इत्यादींचा समावेशही वरील तक्त्यात झालेला नाही. वरील तक्त्यात दाखविलेले रासायनिक संघटन शिलावरणाचे व स्थूलमानाने पृथ्वीच्या आपल्या आवाक्यात असलेल्या भागाचे आहे, सर्व पृथ्वीचे नव्हे हे लक्षात ठेवले पाहिजे.

 संदर्भ : 1. Holmes, A. Principles of Physical Geology, London, 1981.

            2. Read, H. H. and Watson, J. Introduction to Geology, London, 1962.

केळकर, क. वा.