પ્રાચીન આબોહવાશાસ્ત્ર (Palaeoclimatology)

પ્રાચીન આબોહવાશાસ્ત્ર (Palaeoclimatology) : ભૂસ્તરીય અતીતમાં જુદા જુદા કાળગાળાઓ દરમિયાન પૃથ્વીના પટ પર પ્રવર્તેલી આબોહવાનો અભ્યાસ. જે રીતે આજે પ્રવર્તતા હવામાન અને આબોહવાનો ખ્યાલ આપણે તાપમાપકો, ભેજમાપકો, વર્ષામાપકો અને વાયુભારમાપકો જેવાં સાધનો દ્વારા તેમજ ઉપગ્રહ આધારિત વાદળોની તસવીરો, નકશાઓ, આંકડાઓ અને કમ્પ્યૂટર દ્વારા મેળવી શકીએ છીએ તે રીતે ભૂસ્તરીય અતીતની આબોહવાનાં તારણો મેળવવા માટે કોઈ તકનીક કે સાધનોનો ઉપયોગ થઈ શકે તેમ નથી. આ માટે તો ભૂસ્તરીય સંગ્રહમાં જળવાયેલાં નિર્દેશકો(indicators)ની જાણકારી મેળવવી પડે, જે માત્ર ભૂસ્તરવિદો જ આપી શકે. ખડકો અને તેમાં રહેલા જીવાવશેષોના તલસ્પર્શી અભ્યાસ પરથી ભૂસ્તરીય ભૂતકાળમાં પવનોની દિશા, વરસાદ, વાતાવરણ અને સમુદ્રજળનાં તાપમાન, પર્યાવરણમાં થતા રહેલા ફેરફારોની અસરો વગેરે જેવાં આબોહવાત્મક પરિબળોનો શક્ય અંદાજ મળી શકે. ઘણાં અગત્યનાં પ્રાચીન આબોહવાત્મક નિર્ધારણો ભૂતકાળમાં પ્રવર્તેલા હિમયુગો (ice ages) પરથી અને બાષ્પાયનો(evaporites)ની પ્રાપ્તિ પરથી જાણવા મળતા ઠંડા કે ગરમ-શુષ્ક સમયગાળાઓની પરખ દ્વારા કરી શકાય છે.

ભૂસ્તરીય અતીતમાં જેમ જેમ વધુ ને વધુ પાછળ જતા જઈએ તેમ તેમ ભરોસાપાત્ર પુરાવાઓ મેળવવાનું મુશ્કેલ બની રહે છે. પ્લાયસ્ટોસીન જેવા તદ્દન નજીકના ભૂતકાળની આબોહવામાં થયેલા ફેરફારો અને તેની અસરો સ્પષ્ટ રીતે જાણી શકાયાં છે, જ્યારે પ્રથમ જીવયુગના નિમ્ન કાળગાળા દરમિયાનની આબોહવા કેવી હશે તેનો અંદાજ તો માત્ર બુદ્ધિપૂર્વકની ધારણાઓ કરીને જ સમજી શકાય. પ્રતિવર્ષ હિમજન્ય જળ દ્વારા બનતાં સરોવરોમાં બંધાતા સ્થૂળ-સૂક્ષ્મ મૃણ્મય થરોની વાર્વ (Varve) નામે ઓળખાતી રચનાઓ થાય છે. તે દ્વારા પણ વર્ષોવર્ષનો મોસમી ફેરફાર જાણી શકાય. એ રીતે આ શાખા પ્રાચીન ભૌગોલિક પરિસ્થિતિશાસ્ત્ર, ભૂસ્તરશાસ્ત્ર અને વાતાવરણીય ભૌતિકશાસ્ત્રના કાર્યક્ષેત્રમાં પણ આવે.

આબોહવાના નિર્દેશકો : ભૂસ્તરીય અતીતની આબોહવા ક્યા કાળગાળામાં કેવી હતી તેની ખોજ ભૂસ્તરરચનાઓના સંગ્રહમાંથી કરવી પડે. આ માટેનો સર્વપ્રથમ પ્રયાસ ઓગણીસમી સદી દરમિયાન થયો, જેમાંથી પૃથ્વીનો ગ્રહ તેની ઉત્પત્તિથી માંડીને આજ સુધીમાં કઈ રીતે ઉત્ક્રાંતિ પામતો ગયો અને તેમાં કયા ફેરફારો થતા ગયા તેની સમજ કેળવાઈ. સ્પિટ્સબર્ગન અને એન્ટાર્ક્ટિકામાંથી મળેલાં તાડનાં પાંદડાંના અવશેષો પરથી તે પ્રદેશો એક વાર ઉષ્ણકટિબંધની આબોહવાના સંજોગો હેઠળ હતા તે માલૂમ પડ્યું, ભારતમાંથી અને સહરાના રણપ્રદેશમાંથી મળેલા હિમનદીજન્ય ઘસરકા અને રેખાંકનોવાળા ખડકટુકડાઓ પરથી તે પ્રદેશો ક્યારેક હિમનદીના આવરણ હેઠળ હતા તે જાણવા મળ્યું. યુ.એસ.ના ન્યૂયૉર્ક રાજ્યમાંથી મેમથનાં અસ્થિ મળી આવ્યાં છે. આ પ્રકારના પુરાવાઓ પરથી નક્કી કરી શકાય કે ખંડો આજે જે જગાએ જે સ્થિતિમાં રહેલા છે તે ભૂસ્તરીય અતીતમાં ત્યાં ન હતા. ખંડીય પ્રવહન અને ભૂપૃષ્ઠ તકતી-સંચલન જેવી ક્રિયાઓ થયેલી છે તે સ્પષ્ટ બન્યું. પૃથ્વી જ માત્ર નહિ, પરંતુ સૂર્ય અને ગ્રહમંડળ તેમજ બ્રહ્માંડ પણ ઉત્ક્રાંતિની અવસ્થામાંથી પસાર થયેલાં છે અને થયે જાય છે, વિશ્વનો કોઈ પિંડ સ્થિર નથી તે બાબત સ્પષ્ટ થતી ગઈ છે.

પર્યાવરણીય પદ્ધતિઓ : પૃથ્વીનો ભૂસ્તરીય ઇતિહાસ તેની ઉત્પત્તિ 4.6 x 10⁹ વર્ષ અગાઉ થઈ તેની સાથે સાથે જ શરૂ થયેલો છે. પૃથ્વી ઉત્ક્રાંતિની ધીમી પ્રક્રિયામાંથી ક્રમશ: પસાર થતી રહી છે. તેનું પર્યાવરણ વખતોવખત બદલાતું રહ્યું છે. આ પ્રકારની આખીયે પદ્ધતિમાં અન્યોન્ય આંતરસંબંધ ધરાવતી પ્રકૃતિ અને જીવંત સૃષ્ટિનો સમાવેશ થાય છે. અતીતની આબોહવા આ ર્દષ્ટિએ જોતાં ગ્રહીય સંજોગો સાથે સીધેસીધો સંબંધ ધરાવે છે એટલું જ નહિ, પરંતુ અન્ય ગ્રહોનો પણ અમુક અંશે તેના પર કાબૂ રહેલો છે. પૃથ્વીની કક્ષા અને તેની ધરી નમેલાં રહીને સૂર્યની આસપાસ ભ્રમણ કરે છે, તે બાબત પણ આબોહવાના ફેરફારો માટે ઘણી મહત્વની બની રહે છે. સૂર્યની પ્રદીપ્તિ (luminosity) પૃથ્વીની ઉત્પત્તિથી આજ સુધીના તેના ઇતિહાસકાળ દરમિયાન બમણી થઈ છે, એટલું જ નહિ, પણ સૌરપ્રક્રિયામાં 11 વર્ષનાં, 22 વર્ષનાં તેમજ લાંબા ગાળાનાં ચક્રો કાર્યશીલ રહ્યાં છે. આ ઉપરાંત પૃથ્વીના પેટાળમાંથી ઉદભવતા જ્વાળામુખી-પ્રસ્ફોટને કારણે વાતાવરણમાં ફેંકાતી રજનું પ્રમાણ, પર્વતોની ઊંચાઈમાં થતા રહેલા ફેરફારો, મહાસાગર-જળઅભિસરણના ફેરફારો જેવી અસરોથી આબોહવામાં પણ ફેરફારો થયા છે. મોટા પાયા પર નીકળતી જ્વાળામુખી-પ્રસ્ફુટિત રજ પૃથ્વીના પટ પર 1° સે. તાપમાનના ઘટાડાનો ફેરફાર એક-બે વર્ષ સુધી લાવી મૂકે છે. ગિરિનિર્માણમાં ઉત્થાન પામતી ઉન્નત પર્વતમાળાઓ આબોહવાની વિષમ પરિસ્થિતિ સર્જી શકે છે. હિમાલય અને આલ્પ્સ આ માટેનાં ઉત્તમ ઉદાહરણ છે. લાખો વર્ષો પહેલાં જે તે ખંડો સાથે જોડાણ પામેલી પનામા અને સુએજની સંયોગી ભૂમિને કારણે તે અગાઉના વિષુવવૃત્તીય ગરમ સમુદ્રપ્રવાહો અવરોધાયા, પરિણામે તેમાંથી આબોહવાના ફેરફારો થયા અને હિમયુગના પ્રારંભ માટેનાં પગરણ મંડાયાં. પૃથ્વીના વાતાવરણ અને મહાસાગરોને એક રીતે ઉષ્મા-એંજિન સાથે સરખાવી શકાય. ચાલુ સ્થિતિમાં રહેલું મોટરનું રેડિયેટર જો કાટ જામવાથી કાર્ય કરતું અટકી જાય તો મુશ્કેલી ઊભી થતી હોય છે, મોટર ખૂબ ગરમ થઈ જાય છે. એવી જ રીતે અવકાશી કાબૂ ધરાવતાં પરિબળો જો કોઈ રીતે પૃથ્વીના વાતાવરણને ઠંડું પાડતાં જાય તો પૃથ્વીના પટ પર હિમયુગ પ્રવર્તી રહે.

પ્રાચીન આબોહવાનાં ચક્રો : પૃથ્વીના પર્યાવરણીય સંજોગોને કારણે તેની ઉત્ક્રાંતિની કક્ષાઓ દરમિયાન વારાફરતી ગરમી અને ઠંડીનાં ઘટનાચક્રો થતાં રહ્યાં છે. મુખ્ય કાબૂ ધરાવતું ચક્ર તો આકાશગંગાના ભ્રમણનું ગણાય, જે પ્રત્યેક 200થી 250 x 10⁶ વર્ષે એક વાર તેનું ભ્રમણ પૂરું કરે છે, જોકે તેની અસરો હજી સુધી પૂરેપૂરી સમજી શકાઈ નથી; પરંતુ એટલું તો ચોક્કસ છે કે તેને કારણે પૃથ્વીના ગુરુત્વાકર્ષણક્ષેત્ર પર અને તેના પર આધારિત અન્ય પરિબળો પર અસર થાય છે, જેમાંથી આબોહવામાં થતા ફેરફારોને બાકાત રાખી શકાય નહિ. આ અંગેના સહસંબંધો પ્રસ્થાપિત કરી શકાયા નથી, તેમ છતાં મુખ્ય હિમયુગો અને ગિરિનિર્માણની કક્ષાઓનાં આવર્તનો લગભગ એકસરખા કાળગાળાના આંતરે આંતરે થતાં રહ્યાં છે. મોટા પાયા પરનાં હિમીભવન ભૂસ્તરીય ઇતિહાસના આશરે 10%ના કાળગાળે થતાં રહ્યાં હોવાનો મેળ બેસે છે, તેથી કહી શકાય કે આબોહવાની વિષમ ઘટનાઓ સર્જાઈ છે. પ્રત્યેક હિમયુગ આશરે 10થી 20 x 10⁶ વર્ષ સુધી ચાલ્યો છે એટલું જ નહિ, એવા પ્રત્યેક હિમયુગમાં હિમકાળ અને આંતરહિમકાળ જેવા વધુ ઠંડા અને પ્રમાણમાં ઓછા ઠંડા તબક્કાઓ પણ 90,000 વર્ષના ચક્ર રૂપે બદલાયા કર્યા છે અને આવા ચક્ર દરમિયાન પણ નાના પાયા પરના હિમકાળ અને આંતરહિમકાળ પ્રવર્તેલા છે. (જુઓ, હિમીભવન.)

પાર્થિવ પર્યાવરણની ઉત્ક્રાંતિની કક્ષાઓ : આબોહવાનો ઇતિહાસ પૃથ્વીના વાતાવરણ અને તેમાં થતા ક્રમિક ફેરફારો સાથે સંકળાયેલો છે. આબોહવાની જાણકારી માટેના નિર્દેશકો અમુક અંશે નિક્ષેપોમાંથી કે ખનિજોમાંથી મળી શકે અને અમુક અંશે પ્રાણીઓવનસ્પતિના પુરાવાઓમાંથી મેળવી શકાય. આબોહવાની માહિતી આપતી કક્ષાઓ નીચે મુજબ છે :

પ્રથમ કક્ષા : 4.6થી 3.5 x 10⁹ વર્ષ વચ્ચેના પૃથ્વીના ઇતિહાસના પ્રારંભિક કાળગાળાની આબોહવા વિશેના કોઈ ખાસ પુરાવા મળતા નથી, સિવાય કે તે કાળની ખગોલીય પરિસ્થિતિમાંથી કોઈ તારણો કાઢી શકાય; તેમ છતાં એટલું તો જરૂર કહી શકાય કે તે વખતનું પાર્થિવ વાતાવરણ અપચયન (reducing) પ્રકારનું હતું, એમોનિયા અને મિથેનથી તે સમૃદ્ધ હતું; કારણ કે અમુક ખનિજો જે આજના ઑક્સિજન-સમૃદ્ધ પર્યાવરણમાં અસ્થાયી બની જાય છે, તેવાં ખનિજો જળવાયેલાં મળી આવે છે.

દ્વિતીય કક્ષા : આ કક્ષા 3.5થી 2.9 x 10⁹ વર્ષ વચ્ચેનો કાળગાળો આવરી લે છે. પૃથ્વી પર સર્વપ્રથમ જીવન કદાચ 3.5 x 10⁹ વર્ષ પૂર્વેના સમયગાળામાં આદિ બૅક્ટેરિયા કે લીલ સ્વરૂપે દેખાયું, જેમાંથી વાતાવરણીય કાર્બન ડાયૉક્સાઇડનું પ્રકાશસંશ્લેષણ થયું અને ઑક્સિજન ઉત્પન્ન થયો. જોકે તે વખતે તો ઉત્પન્ન થતો જતો બધો જ ઑક્સિજન લોહ જેવી ધાતુઓની ઑક્સિડેશન ક્રિયામાં વપરાઈ જતો હતો. જૈવિક ચયાપચય થવા માટે અને વહેતા પાણીના અસ્તિત્વ માટે આબોહવા જરૂર પૂરતી ગરમ હતી. આમ તાપમાનનો સંભવિત સરેરાશ ગાળો 10°થી 25° સે.નો હતો.

તૃતીય કક્ષા : ત્રીજી કક્ષા 2.9થી 0.57 x 10⁹ વર્ષ વચ્ચેનો ઘણો મોટો કાળગાળો આવરી લે છે, જેમાં આદિ જીવનની ધીમી પ્રારંભિક ઉત્ક્રાંતિ થતી રહે છે અને પૃથ્વી પર ખંડીય પોપડાનો વિકાસ થતો જાય છે તેમજ તેની જાડાઈ પણ વધતી જાય છે. આ કક્ષાની પ્રારંભિક સ્થિતિમાં થોડા પ્રમાણમાં ઑક્સિજન ઉત્પન્ન થાય છે અને ક્રમશ: તેમાં વૃદ્ધિ થતી રહે છે. આદિ સ્વરૂપનાં પ્રાણીઓ ઉત્ક્રાંતિ પામતાં જાય છે અને તેમની ચયાપચયની ક્રિયા માટે તેનો ઉપયોગ કરતાં જાય છે. ઑક્સિજનની વિશેષ પ્રમાણમાં થતી રહેલી વૃદ્ધિથી ઑક્સીભૂત લોહધાતુખનિજો બને છે. ભૂરાસાયણિક પ્રક્રિયા માટે હજી પૃથ્વીના પટ પર સરેરાશ તાપમાનનો ગાળો 10°થી 25°સે.નો જરૂરી બની રહે છે. જળકૃત નિક્ષેપોમાં ચૂનાખડકો બહોળા પ્રમાણમાં તૈયાર થાય છે, જે છીછરા સમુદ્રમાં 15° સે. કે તેથી વધુ સરેરાશ વાર્ષિક તાપમાનનો નિર્દેશ કરે છે. ક્યાંક ક્યાંક મોટા ગોળાશ્મવાળા કૉંગ્લોમરેટ પણ બને છે, જે તે વખતની હિમનદીઓની હિમઅશ્માવલિની જમાવટનું સૂચન કરે છે; એટલું જ નહિ, નૉર્વે અને આફ્રિકામાં કેટલાંક સ્થળોએ જોવા મળતા ખડકો પરના બરફ ખસવાથી ઉદભવેલા ઘસરકા અને રેખાંકનો કાળગાળે થતી રહેલી હિમક્રિયાનો નિર્દેશ પણ કરે છે.

ચોથી કક્ષા : આ કક્ષાનો કાળગાળો 570થી 250 x 10⁶ વર્ષ વચ્ચેનો મુકાયો છે. આજથી પૂર્વેનાં 570 x 10⁶ વર્ષ પછીથી પૃથ્વી પર ભૂરાસાયણિક ક્રિયામાં વેગ આવે છે. દરિયાઈ જીવો CaCO₃નો સ્રાવ કરીને તેમનાં કવચ બનાવે છે, જેથી તેમના પર નભતાં અન્ય પ્રાણીઓથી શિકાર થવા સામે રક્ષણ મેળવી શકે. ચૂનાકરણ(calcification)ની આ ક્રિયા ગરમ આબોહવા અને સમુદ્રજળમાં આલ્કલી-પ્રમાણની વૃદ્ધિ થઈ હોવાનું કહી જાય છે; એટલું જ નહિ, તે ભૂમિ પર જૈવિક ખવાણની ક્રિયાનું પ્રમાણ વધ્યું હોવાનું અને તેથી સમુદ્રોમાં ક્ષારતા વધી હોવાનું સૂચન પણ કરે છે.

ભૂમિ પરની સર્વપ્રથમ વનસ્પતિ એકકોષીય હતી, પરંતુ પછીથી શેવાળ અને કળણભૂમિની વનસ્પતિનો વિકાસ થાય છે. આમ 400 × 10⁶ વર્ષ અગાઉ સુધીમાં તો તાડ અને હંસરાજ જેવાં વૃક્ષો વિકસી ચૂક્યાં હોય છે. આજે આ પ્રકારની વનસ્પતિ માટે સરેરાશ તાપમાન 25 ± 10° સે. અને ભેજ 50% જેટલો કે તેથી વધુ જોઈએ છે. સર્વપ્રથમ કોલસાયુક્ત કળણભૂમિઓ 340 x 10⁶ વર્ષ અગાઉ બનવાની શરૂઆત થયેલી, જેથી તે માટે જરૂરી કાર્બન શોષાતો ગયેલો, જેને કારણે વાતાવરણના સંતુલનમાં ફેરફાર થયો હોવો જોઈએ.

સમુદ્રતળ-વિસ્તરણની ઘટનામાં થતા રહેલા ફેરફારોને કારણે સમુદ્રજળ-સપાટીમાં થયેલા વધારા-ઘટાડાનાં આવર્તનોથી સમુદ્રમાંથી CaCO₃નું વપરાશનું પ્રમાણ અનિયમિત રહ્યા કર્યું, પરિણામે મહાસાગરો અને ખંડોની આબોહવાની સ્થિતિમાં મોટા પાયા પરના ફેરફારો થવાનો ઇતિહાસ સર્જાયો. 450 અને 250 x 10⁶ વર્ષના કાળગાળામાં ખંડો પૂરતા હિમક્રિયાના સંજોગો મર્યાદિત રહેલા. બાકીના સમયમાં સમુદ્રજળની સપાટી વધી ત્યારે સમગ્ર પૃથ્વી પર સમધાત, ગરમ અને ભેજવાળા સંજોગો પ્રવર્તી રહેલા.

પાંચમી કક્ષા : આ કક્ષાનો કાળગાળો 250થી 100 x 10⁶ વર્ષ વચ્ચેનો મુકાયો છે. સમધાત આબોહવાવાળા મધ્યજીવયુગની પહેલાં એક હિમયુગ પ્રવર્તી ગયેલો. આ સમય સરીસૃપોનો યુગ હતો અને એ સંભવિત છે કે વાતાવરણમાંના CO₂નું સ્તર (level) આજના CO₂ના સ્તર કરતાં ઊંચું હતું. આ અવધિ પૂરી થયા પછી સસ્તન પ્રાણીઓ પૃથ્વી પર વિચરતાં થયાં. ક્યારેક ક્યારેક થતી રહેલી જ્વાળામુખી-પ્રક્રિયાના તબક્કાને કારણે વાતાવરણમાં અને મહાસાગરીય નિક્ષેપમાં CO₂ની વૃદ્ધિ થઈ, જ્યારે કોલસાનાં ક્ષેત્રોની રચના અને ચૂનાખડક બનવાની ક્રિયાને કારણે આ CO₂નું સંતુલન જળવાતું રહ્યું. પૃથ્વીના પટ પરના CO₂ના પુરવઠાના વિષમ ફેરફારોનું સંતુલન સમુદ્રજળમાં બાયકાર્બોનેટ પ્રક્રિયાને અને ચૂનાખડકના અસ્તિત્વને કારણે જળવાતું હતું, જે વાતાવરણને સમુદ્રીય Phના આપત્તિજનક ઘટાડા પ્રત્યે રક્ષણ આપતું હતું.

છઠ્ઠી કક્ષા : પૃથ્વીના ઇતિહાસમાં આ છેલ્લી કક્ષા છે, જેનો કાળગાળો છેલ્લાં 100 x 10⁶ વર્ષથી આજ સુધીનો છે, જે આબોહવાના વિષમ ફેરફારોથી લગભગ મુક્ત રહ્યો છે. તાપમાન પ્રમાણમાં સ્થિર રહ્યું છે. ખંડોનો વિસ્તાર સરખો રહ્યો છે. છેલ્લા હિમયુગની ઘટના તો માત્ર 2 x 10⁶ વર્ષ પહેલાં જ થઈ છે અને તે સમયથી વધારા- ઘટાડાના ફેરફારો સહિત લગભગ ચાલુ છે.

સારાંશ : જોકે ભૂસ્તરીય અતીતમાં મોટા પાયા પરના આબોહવાના ફેરફારો થયેલા છે; પરંતુ તે એવી મર્યાદાએ તો પહોંચ્યા નથી કે જેથી જીવનની ઉત્ક્રાંતિમાં ખલેલ પડે. વિલુપ્ત થયેલાં પ્રાણીઓના અવશેષો દર્શાવે છે કે તાપમાન 25 ± 10° સે.ના ગાળાનું રહેલું, જેથી ચયાપચયની ક્રિયા માટે અનુકૂળ રહે. આમ પર્યાવરણની સમતુલા જળવાયેલી રહી છે. વાતાવરણમાં પર્યાવરણીય સંજોગોના ફેરફારો જરૂર થયા છે, પ્રાકૃતિક ભૌગોલિક પરિસ્થિતિમાં આમૂલ પરિવર્તનો પણ આવ્યાં છે; જેણે અમુક અંશે જીવન પર આંશિક અસરો પહોંચાડી છે; તેમ છતાં આબોહવાત્મક, ભૌતિક પરિસ્થિતિ કે ભૂરાસાયણિક ક્રિયાઓ એવી બની નથી, જેથી સમગ્ર પૃથ્વી પર જીવનને વધુ પડતી અસર પહોંચે. ભૂસ્તરીય સંગ્રહ બતાવે છે કે જ્યારે જ્યારે મોટા પાયા પર પ્રાણીઓનું વિલોપન થયું છે ત્યારે નવાં પ્રાણીઓ ઉત્ક્રાંત થવા માટેની અનુકૂળતાઓ પણ ઊભી થઈ છે અને નવાં પ્રાણીઓ અસ્તિત્વમાં આવ્યાં છે. આ બધા ફેરફારોની ક્રિયાપદ્ધતિ વિજ્ઞાન માટે પડકારરૂપ ગણાય.

ઉદાહરણો :

પ્રી-કૅમ્બ્રિયન કાળ : આ કાળ દરમિયાન વાતાવરણમાં નિ:શંકપણે ઘણા ફેરફારો થયેલા. ખડકોમાંથી મળતા પુરાવા સૂચવે છે કે આબોહવા શુષ્કથી ભેજવાળી અને ગરમથી ઠંડી થયેલી. હિમયુગો પણ બહોળા પ્રમાણમાં પ્રવર્તેલા. કેટલાક કૉંગ્લોમરેટ જે હિમજન્ય છે એમ માનવામાં આવતું હતું, તે તો ખરેખર ભૂપાતજન્ય હોવાનું પછીથી સાબિત થયું છે, પરંતુ જે જે ઘર્ષિત રેખાઓ અને પાસા પડેલી ખડકસપાટીઓવાળા ઉપલ મળે છે તે ચોક્કસ હિમજન્ય હોવા જોઈએ. (જુઓ, આકૃતિ.)

સ્કૉટલૅન્ડમાં મળતો ઊર્ધ્વ પ્રી-કૅમ્બ્રિયન કાળનો ટોરિડોનિયન રેતીખડક (ભારતીય વિંધ્ય રેતીખડકને સમકક્ષ) માઇક્રોક્લિન ફેલ્સ્પારના કણો ધરાવે છે. આ કણો હજી આજે પણ એવા ને એવા તાજા છે, જે સૂચવે છે કે આ ખડકની જમાવટ જ્યારે થઈ ત્યારે આબોહવાના સંજોગો શુષ્ક હતા અને માઇક્રોક્લિન કણો પવન મારફતે ઊડી આવીને જમાવટ પામેલા છે.

સાઇલ્યુરિયન કાળ (42.5 કરોડ વર્ષથી 40 કરોડ વર્ષ વચ્ચેનો કાળગાળો) : મધ્ય સાઇલ્યુરિયન કાળ દરમિયાન માફકસરની આબોહવા હતી. અપૃષ્ઠવંશી પ્રાણીઓનો પચરંગી લક્ષણોવાળો જમેલો હતો. આવા જ સંજોગો વિષુવવૃત્તીય વિસ્તારોથી ઉત્તર ધ્રુવવૃત્ત સુધીના ભાગોમાં પણ પ્રવર્તતા હતા. વળી વિસ્તૃત કાર્બોનેટ-નિક્ષેપો અસંખ્ય સેન્દ્રિય ખરાબા (organic reefs) પણ ધરાવતા હતા, જે 50° ઉ. અક્ષાંશ સુધીના પ્રદેશોમાંથી જોવા મળેલા છે. સાઇલ્યુરિયનના અંતિમ કાળ વખતે વધુ ઉગ્ર સંજોગો પ્રવર્તેલા હોવાનું જણાય છે. ઊર્ધ્વ સાઇલ્યુરિયનના વિસ્તૃત ક્ષારનિક્ષેપો વધતી ગયેલી શુષ્કતાનો નિર્દેશ કરે છે; સંભવત: આ ઘટના તે પછીથી થયેલી કેલિડોનિયન ગિરિનિર્માણના એંધાણનો ખ્યાલ આપે છે, જેની ઉત્તર અમેરિકી ધ્રુવીય વિસ્તાર, સ્કૅન્ડિનેવિયા, ફ્રાન્સ, જર્મની, ઉત્તર આફ્રિકા અને સાઇબીરિયામાં અસર થયેલી છે.

ડેવોનિયન કાળ (40 કરોડથી 35 કરોડ વર્ષ વચ્ચેનો કાળ) : ડેવોનિયન કાળ વખતે સંભવત: પૃથ્વીની આબોહવા આજની તુલનામાં કંઈક વિશેષ ગરમ હતી. પ્રાચીન ભૂચુંબકીય પુરાવા દર્શાવે છે કે દક્ષિણ ગોળાર્ધના ખંડો ભેગા હતા અને એ વખતે દક્ષિણ ધ્રુવની સ્થિતિ આર્જેન્ટિનાના વિસ્તારમાં હતી. દક્ષિણ ગોળાર્ધમાં મર્યાદિત પ્રમાણમાં મળતા હિમજન્ય નિક્ષેપો સૂચવે છે કે ત્યારે મોટાં હિમાવરણો ન હતાં. મધ્ય અને અંતિમ ડેવોનિયનમાં જોવા મળતા સેન્દ્રિય ખરાબાવાળા વિસ્તૃત કાર્બોનેટ-નિક્ષેપો આ હકીકતને સમર્થન આપે છે. વળી અયનવૃત્તીય વર્ષાવાળા પટ્ટાઓમાં ખડકોનો ઝડપી ઘસારો પણ થયેલો જોવા મળે છે. વિષુવવૃત્તીય વિસ્તારોમાં પરવાળાં હતાં, જે તેમને ટકી રહેવા માટેની જરૂરી ગરમ હૂંફાળી આબોહવાનો નિર્દેશ કરે છે. ઉત્તરના અક્ષાંશો પર ઠંડી આબોહવા પ્રવર્તતી હતી. ડેવોનિયન કાળની એક વિશિષ્ટ બાબત એ છે કે ત્યારે 400 દિવસનું વર્ષ હતું અને ચાંદ્રમાસ આશરે 30½ દિવસનો હતો.

કાર્બોનિફેરસ કાળ (34.5 કરોડ વર્ષથી 28 કરોડ વર્ષ વચ્ચેનો કાળ) : ડેવોનિયનની વનસ્પતિ કાર્બોનિફેરસ કાળમાં વધુ વિકસે છે, જે સૂચવે છે કે ત્યારે  ઉત્તર ગોળાર્ધમાં ગરમ ભેજવાળી આબોહવા હતી; અર્થાત્ તે સમશીતોષ્ણ પ્રકારથી માંડીને ઉષ્ણકલ્પ પ્રકારની હતી. દુનિયાભરમાં મોટા પાયા પર મળતા કોલસાનાં ક્ષેત્રો આ કાળની પેદાશ ગણાય. દક્ષિણ ગોળાર્ધમાં ગોંડવાના ભૂમિસમૂહ પર ઊર્ધ્વ કાર્બોનિફેરસ વખતે મોટા પાયા પર હિમજન્ય સંજોગો પ્રવર્તતા હતા. મધ્ય અને ઊર્ધ્વ કાર્બોનિફેરસ વખતે દુનિયાના ઘણા ભાગોમાં ગિરિનિર્માણ થયેલું. ઉત્થાન પામેલા પ્રદેશો વાતાવરણનાં પરિબળોની અસર હેઠળ ધોવાણ પામે છે. આબોહવા ગરમ થાય છે અને બરફ ઓગળે છે. સમુદ્રની જળસપાટી ઊંચી આવે છે. કાર્બોનિફેરસ કાળ પૂરો થતી વખતે શુષ્કતાના સંજોગો હેઠળ ક્ષારનિક્ષેપો તૈયાર થાય છે. ટૂંકમાં, આખોય કાળ દરિયાઈ અતિક્રમણ, દરિયાઈ અપક્રમણ, ગિરિનિર્માણનો હોઈ આબોહવાના જુદા જુદા સંજોગો પ્રદેશભેદે પ્રવર્તેલા જોવા મળે છે.

ગોંડવાના કાળ (ઊર્ધ્વ કાર્બોનિફેરસ કાળથી જુરાસિક કાળ = અથવા આશરે 29 કરોડ વર્ષથી 13 કરોડ વર્ષ વચ્ચેનો કાળ) : ગોંડવાના કાળ આબોહવાના ફેરફાર માટે મહત્વનો છે. તેના તળભાગમાં મળતો ગુરુગોળાશ્મ સ્તર હિમયુગની ઠંડી આબોહવાનો નિર્દેશ કરે છે. હઝારા, કાશ્મીર, સિમલા, સૉલ્ટ-રેન્જ, રાજસ્થાન, મધ્યપ્રદેશ અને ઓરિસામાં મળતો ગુરુગોળાશ્મ સ્તર આ હકીકતને સમર્થન આપે છે. હિમયુગ માત્ર ભારતમાં જ નહિ, પરંતુ આફ્રિકા અને ઑસ્ટ્રેલિયામાં પણ પ્રવર્તેલો. ત્યારપછીના સમયમાં મળતા કોલસાના થર વધુ હૂંફાળી આબોહવામાં તૈયાર થયેલી વનસ્પતિની વિપુલતાનો ઉલ્લેખ કરે છે. તે પછીની પંચેતશ્રેણી(panchet series)માં ઠંડી આબોહવાનું બીજું ચક્ર જોવા મળે છે. જળકૃત ખડકોમાં રહેલા રાસાયણિક ફેરફાર રહિત ફેલ્સ્પાર કણો તેનો પુરાવો છે, જેમાં હિમક્રિયા દ્વારા સપાટી પર ખડકોની વિભંજનની ક્રિયા બનેલી, સામાન્ય પ્રકારની આબોહવાની માફક ખડકોની વિઘટનની ક્રિયા થઈ શકી નહિ. પંચેતશ્રેણીની ઉપર રહેલા મધ્ય ગોંડવાનાના રાતા રેતીખડક ત્યારપછીની સૂકી આબોહવા દર્શાવે છે. આ રેતીખડકોમાં વિશેષ પ્રમાણમાં રહેલું લોહયુક્ત દ્રવ્ય તેમજ વનસ્પતિનો લગભગ અભાવ આ નિર્ણયને સમર્થન આપે છે.

પર્મિયન કાળ (28 કરોડ વર્ષથી 22.5 કરોડ વર્ષ વચ્ચેનો કાળ) : પર્મિયનના પ્રારંભકાળથી જ દક્ષિણ ગોળાર્ધના ગોંડવાના ભૂમિસમૂહના ખંડો પર બહોળા પ્રમાણમાં હિમજન્ય સંજોગો પ્રવર્તેલા. ટિલાઇટ તેનું ઉદાહરણ છે. 23° દ. અક્ષાંશથી દક્ષિણ તરફનું આફ્રિકા હિમાચ્છાદિત હતું, ઉત્તર કારુ, નાતાલ અને ઝુલુલૅન્ડના વિસ્તારોમાં હિમ અશ્માવલિઓ છવાયેલી છે અને તેની નીચેની પર્મિયનની ખડકસપાટીઓ હિમઅસરથી ખરબચડી બનેલી છે. વધુ દક્ષિણના નિક્ષેપો હિમજન્ય–દરિયાઈ ઉત્પત્તિજન્ય મિશ્ર અસરવાળા છે, જે તે કાળના ત્યાં તરતા હિમગિરિનો નિર્દેશ કરે છે. અહીં મળતા ગુરુગોળાશ્મનું વિતરણ અને તેમનાં પરનાં રેખાંકનો સૂચવે છે કે ટ્રાન્સવાલથી દક્ષિણે દક્ષિણ આફ્રિકામાં બરફજથ્થો પશ્ચિમ તરફ સરકતો ગયેલો છે. કોંગોના થાળામાં વિષુવવૃત્તના 4° અક્ષાંશ વિસ્તારમાં પણ ટિલાઇટની પ્રાપ્તિ બરફ વિસ્તર્યાનું સૂચવે છે. પશ્ચિમ અને દક્ષિણ ઑસ્ટ્રેલિયામાં તેમજ ટસ્માનિયામાં હિમજન્ય નિક્ષેપોની પ્રાપ્તિ હિમજન્ય સંજોગો વિશાળ વિસ્તારમાં પ્રવર્તેલા હોવાનો નિર્દેશ કરે છે. દક્ષિણ અમેરિકાના મોટાભાગના દેશોમાં પણ હિમજન્ય નિક્ષેપો મળે છે. ભારતમાં સૉલ્ટ-રેન્જ અને મધ્યપ્રદેશમાં 1600 કિમી. ઉત્તર-દક્ષિણ અને 960 કિમી પૂર્વ-પશ્ચિમ હિમચાદરો વિસ્તરેલી, જે ખસતી ખસતી ઉત્તર તરફ પહોંચેલી. અજાયબીની બાબત તો એ છે કે ઉત્તર ગોળાર્ધમાં ક્યાંયે હિમક્રિયા થયાનાં કોઈ ચિહ્નો જોવા મળતાં નથી. આ ઉપરાંત પર્મિયનમાં રણના શુષ્ક સંજોગો પણ ઉત્પન્ન થયેલા. પશ્ચિમ ટેક્સાસ અને ન્યૂ મૅક્સિકોના ક્ષારનિક્ષેપો અને યુ.એસના મધ્ય-પશ્ચિમ ભાગોમાં મળતા રેતીના ઢૂવા શુષ્ક આબોહવાનો નિર્દેશ કરે છે.

કેનોઝોઇક કાળ (6.5 કરોડ વર્ષથી આજ પર્યંતનો કાળ) : ક્રિટેસિયસ કાળ દરમિયાન આબોહવાના ફેરફારોના કોઈ વિશિષ્ટ સંજોગો પ્રવર્તેલા નથી. માફકસરનું એકધારું તાપમાન રહેલું છે. તૃતીય જીવયુગના લગભગ આખાયે કાળગાળા દરમિયાન ઉત્તર ગોળાર્ધના ઘણાખરા ભાગોમાં ગિરિનિર્માણ થાય છે. ટૅથીઝ મહાસાગર ક્રમશ: પીછેહઠ કરતો જાય છે, જેના અવશેષ રૂપે આજે ભૂમધ્ય સમુદ્ર, અરલ સમુદ્ર, કાસ્પિયન સમુદ્ર અને કાળો સમુદ્ર રહી ગયેલા છે. માયોસીનના અંતિમ ચરણથી પ્લાયોસીનના આખાયે કાળ દરમિયાન તાપમાન ક્રમશ: ઘટતું ગયેલું, જે તે પછીથી થોડો વખત વધીને ફરીથી પ્લાયસ્ટોસીનમાં હિમયુગમાં ફેરવાઈ જાય છે. અતિશય ઠંડી આબોહવાને કારણે છેક અયનવૃત્તો સુધી ઠંડીની અસર વરતાય છે; આ કારણે ઉત્તર ગોળાર્ધમાંનાં મોટાભાગનાં પ્રાણીઓ દક્ષિણ તરફ સ્થળાંતર કરી જાય છે, જ્યારે કેટલાંક વિલુપ્ત પામે છે. પ્લાયસ્ટોસીનમાં પ્રવર્તેલા હિમયુગને ચાર અથવા પાંચ હિમકાળ અને ત્રણ અથવા ચાર આંતરહિમકાળમાં વહેંચી નાખવામાં આવેલો છે. તેમાં વારાફરતી વધુ અને ઓછી ઠંડીના સંજોગો પ્રવર્તેલા અને ઉત્તર ગોળાર્ધના ઉત્તર તરફના ઘણાખરા ભાગો હિમચાદરોથી ઢંકાઈ ગયેલા. (જુઓ, હિમીભવન.)

ગિરીશભાઈ પંડ્યા