સમુદ્રતળ-વિસ્તરણ (Sea Floor Spreading)

સમુદ્રતળ–વિસ્તરણ (Sea Floor Spreading) : સમુદ્રતળનું વિસ્તરણ થવાની ઘટના. મધ્ય મહાસાગરીય ડુંગરધારોની મધ્ય અક્ષની રેખીય ફાટમાંથી વખતોવખત નીકળતા રહેતા દ્રવની પથરાતા જવાની તેમજ એકબીજાથી દૂર વિસ્તરતા જવાની ક્રિયા. સમુદ્રતળ-વિસ્તરણનો આ પ્રકારનો અધિતર્ક પ્રિન્સ્ટન યુનિવર્સિટીના પ્રાધ્યાપક હૅરી હેસે 1960માં સર્વપ્રથમ વાર રજૂ કર્યો. તેણે એવું પ્રતિપાદિત કર્યું કે ભૂમધ્યાવરણમાંથી ઉદ્ભવતા સંવહન-પ્રવાહો (convection currents) સમુદ્રતળ-વિસ્તરણ થવા માટે જવાબદાર છે. વિસ્તરણની શરૂઆત મધ્ય મહાસાગરીય ડુંગરધારોની મધ્ય અક્ષમાંથી થાય છે, અને તેના બંને તરફના છેડા પરની મહાસાગરીય ખાઈઓ મારફતે તેમના છેડાના તળભાગ ભૂમધ્યાવરણમાં દબતા જઈ આત્મસાત્ થઈ જાય છે. સમુદ્રતળ-વિસ્તરણનો અધિતર્ક સમુદ્રતળ આકારિકી, ભૂકંપ અને જ્વાળામુખી-પ્રક્રિયા, નિક્ષેપ-જમાવટનું વિતરણ તથા મધ્યમહાસાગરીય ડુંગરધારોની લંબાઈને સમાંતર જોવા મળતી ચુંબકીય અસ્વાભાવિકતાઓ પર આધારિત છે. વિસ્તરણનો ધ્રુવ ભૂચુંબકીય ધ્રુવની નજીકમાં છે. આનું સ્પષ્ટ અર્થઘટન એવું થઈ શકે કે મહાસાગર-થાળાંની ઉત્પત્તિ વિસ્તરણની જ ફલશ્રુતિ ગણાય. આજે જોવા મળતાં મહાસાગર-થાળાં આ પ્રકારની ક્રિયામાં વાર્ષિક 2 સેમી.ના દરથી વિસ્તરણ પામતાં જઈને છેલ્લાં 20 કરોડ વર્ષમાં તૈયાર થયેલાં છે.

સમુદ્ર-પોપડામાં થતી જતી આ વિસ્તારવૃદ્ધિ માટે જવાબદાર પરિબળોમાં બે વિકલ્પો મૂક્યા છે : પૃથ્વીના ગોળાનું કદ વધતું હોય અથવા પૃથ્વીના કોઈક ભાગમાં પોપડાનો નાશ થઈ જતો હોય; પરંતુ ભૂસ્તરીય કાળના દૃષ્ટિકોણથી વિચારીએ તો કહી શકાય કે આટલા ટૂંકા ગાળામાં પૃથ્વીના કદમાં વધારો થવાનું શક્ય જણાતું નથી, એટલે એમ કહી શકાય કે નવો રચાતો જતો સમુદ્રીય પોપડો અમુક ભાગોમાં વિસ્તરતો જાય છે, તો અન્યત્ર તેનું ભૂમધ્યાવરણમાં આત્મસાતીકરણ થાય છે. આમ સંતુલન જળવાઈ રહે છે. આ જ કારણે સમુદ્રતળનો કોઈ પણ ભાગ 10 કરોડ વર્ષથી વધુ જૂનો હોવાનું ક્યાંય જોવા મળતું નથી.

ઉષ્માજન્ય સંવહન-પ્રવાહોનું પ્રમાણ મધ્યમહાસાગરીય ડુંગરધારો પર વધુ જોવા મળે છે. ભૂકંપ-તરંગોની ગતિ આ ડુંગરધારોના વિસ્તારમાં ઓછી રહેતી હોવાનું જાણવા મળેલું છે. આ હકીકત દર્શાવે છે કે ડુંગરધારો હેઠળ દ્રવ્યની વિશિષ્ટ ઘનતા ઓછી છે; કારણ કે ડુંગરધારો નીચેથી ઉપર તરફ આવતા ઉષ્માજન્ય ગરમ સંવહન-પ્રવાહો મુજબ સમુદ્રતળની આકારિકી ગોઠવાય છે. ડુંગરધારોના દળની ત્રુટિપૂરણી તેના તળભાગમાં ઉષ્માજન્ય પ્રસરણથી થાય છે.

સમુદ્રતળ-વિસ્તરણનો દર થાળાંઓના સ્થાનભેદે જુદો જુદો રહે છે. ઍટલૅન્ટિક મધ્ય મહાસાગરીય ડુંગરધારની આજુબાજુનો વિસ્તરણ-દર ઓછો છે, જ્યારે પૅસિફિકમાં તે વધુ છે. આઇસલૅન્ડ નજીકના ઉત્તર ઍટલૅન્ટિક મહાસાગર-તળ પર તે પ્રતિવર્ષ 2 સેમી. જેટલો છે, જ્યારે વિષુવવૃત્ત નજીકના પૅસિફિક મહાસાગર-તળ પર તે પ્રતિવર્ષ 18 સેમી. જેટલો છે. તેનાં અન્ય સ્થાનો પર સ્થળભેદે 10થી 16 સેમી.નો દર છે. ચુંબકીય આધાર-સામગ્રી તેમજ વયનિર્ધારણ-પદ્ધતિની મદદથી એવો અંદાજ કાઢવામાં આવ્યો છે કે અત્યારના મહાસાગર-તળનો 50 % વિસ્તાર તો કૅનોઝોઇક યુગ દરમિયાન એટલે કે છેલ્લાં 6.5 કરોડ વર્ષ દરમિયાન રચાયો છે; બાકીનો મહાસાગર-તળ-વિસ્તાર મધ્યજીવયુગ દરમિયાન રચાયો હોય; કારણ કે જુરાસિક કાળગાળાથી વધુ જૂના સમયના ખડકો સમુદ્રતળ પર ક્યાંય મળતા નથી. તે ભૂમધ્યાવરણમાં આત્મસાત્ થઈ ગયા હોવા જોઈએ.

સમુદ્રતળ-વિસ્તરણના ઇતિહાસને જોતાં, ઍટલૅન્ટિક મહાસાગરની ઉત્પત્તિ પેન્ગિયા મહાખંડના ભંગાણના પરિણામરૂપ આજથી 19 કરોડ વર્ષ અગાઉ થયેલી છે. સમુદ્રતળ-વિસ્તરણને કારણે રચાતો ગયેલો તેનો પોપડો સમાકૃત (bilaterally symmetrical) છે. વિસ્તરણ ચાલુ રહે અને ઍટલૅન્ટિક હજી વધુ પહોળો બને તોપણ તે સમાકૃત જ રહેશે. આથી ઊલટું, પૅસિફિક મહાસાગર ખંડવિભાજનથી તૈયાર થયેલો નથી, તે પેન્ગિયાના અસ્તિત્વ વખતે સમગ્ર પૃથ્વીને વીંટળાયેલા મૂળ પાન્થાલસા મહાસાગરનું જ ફેરફારવાળું સ્વરૂપ છે. ઍટલૅન્ટિક મહાસાગરના તળ હેઠળના ભૂમધ્યાવરણમાંથી નીકળતા રહેતા મૅગ્માથી નવું તળ રચાતું જાય છે અને તેથી સમુદ્રતળ-વિસ્તરણ થતું જાય છે. આ ઘટનાથી ઍટલૅન્ટિક મહાસાગર પ્રતિવર્ષ આશરે 2.5 સેમી. જેટલો પહોળો બનતો જાય છે. તેની ડુંગરધારની બંને બાજુઓનાં તળ એકસરખી રીતે વિસ્તરણ પામતાં રહે છે. વર્ષો જતાં આ વિસ્તરણ-દરથી ઉદ્ભવતો પહોળાઈનો તફાવત ઘણો મોટો થઈ જશે; દા.ત., 1492માં જ્યારે ક્રિસ્ટોફર કોલંબસે ઍટલૅન્ટિકની સફર ખેડેલી ત્યારે તે આજે છે તે કરતાં 20 મીટર સાંકડો હતો. પૅસિફિક મહાસાગર-તળનો વિસ્તરણ-દર ઝડપી છે, તેમ છતાં તે પહોળો બનવાને બદલે સંભવત: સાંકડો બનશે; કારણ કે અહીંના છેડાઓનું ઘણી ઝડપથી ઊંડાઈ તરફ ધરબાવાથી આત્મસાતીકરણ થઈ જાય છે.

પૂરતી ચોકસાઈની ખામી તેમજ અન્ય મર્યાદાઓને કારણે મહાસાગર-તળની તવારીખ સ્પષ્ટપણે નિર્ધારિત થઈ શકતી નથી, તેમ છતાં ફાટ-સંકલિત આગ્નેયપ્રક્રિયા, દરિયાઈ અતિક્રમણો અને બાષ્પાયનો પરથી કાઢેલાં તારણોનો અંદાજ કહે છે કે મહાસાગર-તળની ફાટપ્રક્રિયાનો પ્રારંભ 20 કરોડ વર્ષ અગાઉ થયેલો છે. બીજી એક બાબત એ પણ છે કે ચુંબકીય ક્ષેત્ર કોઈ પણ પ્રકારના વ્યુત્ક્રમણ વિના કૅનોઝોઇક યુગમાં તો શાંત રહેલું. આ જ કારણે ભૂચુંબકીય કાળગણનાની વિગત મહાસાગર-તળના સમગ્ર વિસ્તાર માટે ઉપલબ્ધ નથી.

સમુદ્રતળનાં નિરીક્ષણો :

1. સમુદ્રતળની રચના અને તેનો વિનાશ થતાં રહે છે. મધ્યમહાસાગરીય ડુંગરધારોની મધ્યરેખીય અક્ષ પર નવું દ્રવ્ય નીકળતું જઈ પ્રસરતું જાય છે; જૂનું દ્રવ્ય ખાઈઓના ઊંડાણવાળા ભાગોમાં દબતું જઈ ભૂમધ્યાવરણમાં આત્મસાત્ થઈ જાય છે. તેથી મહાસાગર-થાળાને બે વિભાગોમાં વહેંચી શકાય : મધ્યમહાસાગરીય ડુંગરધારો વિભાજકો તરીકે વર્તે છે જ્યારે ખંડીય કિનારીઓ/ખાઈઓ હેઠળ દ્રવ્ય પૂરું થઈ જાય છે ધરબાઈ જાય છે.

2. સમુદ્રતળ મોટા પાયા પરની વિરૂપતાથી મુક્ત છે.

3. સમુદ્રતળ પરના ખડકોનું વય ખાઈઓ તરફ જતાં વધતું જાય છે.

4. ઉષ્માજન્ય સંવહનપ્રવાહોનાં મૂલ્ય ડુંગરધારોથી ખાઈઓ તરફ જતાં ઘટતાં જાય છે.

5. સમુદ્રતળ, મહાસાગરીય ડુંગરધારોને સમાંતર-રેખીય પટ્ટાઓના રૂપમાં, સામાન્ય તેમજ વ્યુત્ક્રમી ચુંબકત્વવાળા ખડકોથી બનેલું છે.

6. મધ્યમહાસાગરીય ડુંગરધારોથી બંને બાજુ તરફ સમુદ્રતળ પર ઉમેરાતું દ્રવ્ય સમપ્રમાણમાં વિસ્તરે છે.

7. પૃથ્વીના અક્ષભ્રમણને કારણે જેમ જેમ સમુદ્રતળનું વિસ્તરણ થતું જાય, તેમ તેમ તે તણાવનાં પ્રતિબળોની અસર હેઠળ ફાટવિભાગો અક્ષાંશોને સમાંતર ઉદ્ભવતા જાય છે અને ડુંગરધારો રેખાંશોને સમાંતર ગોઠવાતી જાય છે.

8. જો દ્રવ્યની વિસ્તરણગતિ ડુંગરધારોની અક્ષની લંબદિશામાં હોય તથા સમપ્રમાણમાં વહેંચાય તો જે નવો પોપડો રચાય તે વિસ્તરણના દર કરતાં બમણો હોય.

9. જુદાં જુદાં મહાસાગર-થાળાં પર કરવામાં આવેલો કણજમાવટનો અભ્યાસ સમુદ્રતળ-વિસ્તરણની ચક્રીય પ્રકૃતિનો નિર્દેશ કરે છે.

10. સમુદ્રતળ-વિસ્તરણનું પ્રત્યેક ઘટનાચક્ર વિસ્તરણની પુનર્ગોઠવણી કરતું જાય છે.

11. આ પૈકી વિસ્તરણનાં ત્રણ મુખ્ય ઘટનાચક્રો પારખી શકાયાં છે : અંતિમ મધ્યજીવયુગનું ઘટનાચક્ર, પ્રારંભિક કૅનોઝોઇક યુગનું ઘટનાચક્ર અને અંતિમ કૅનોઝોઇક યુગનું ઘટનાચક્ર.

12. પ્રત્યેક ઘટનાચક્રને અંતે વિસ્તરણ-દર ધીમો પડે છે અને તેનો સહસંબંધ ગિરિનિર્માણક્રિયા સાથે સ્થાપી શકાય છે.

13. વિસ્તરણનો આવર્તનકાળ 1800 કિમી.ની લંબાઈના પોપડા માટે 3 કરોડ વર્ષનો રહે છે, જૂનું થતું દ્રવ્ય વાર્ષિક 6 સેમી.ના દરથી ઊંડાઈમાં ધરબાઈ જાય છે.

14. એક એવો તબક્કો પણ આવે છે, જેમાં શિલાવરણનો ધરબાતો જતો ભાગ જ્યારે ભૂમધ્યાવરણમાં વધુ આગળ ધપે છે ત્યારે નજીકના ખંડીય વિભાગો ખાઈઓની ઉપર તરફ ધસી જાય છે; પરિણામે તેમાંથી દ્વીપચાપ ઉદ્ભવે છે અને એટલા વખત માટે વિસ્તરણ અટકેલું રહે છે.

15. હેસ અને ડિયેત્ઝના મંતવ્ય પ્રમાણે સમુદ્રતળ-વિસ્તરણની ક્રિયા ખંડોને હચમચાવે છે.

અનુપ્રસ્થ સ્તરભંગો : જ્યાં અનુપ્રસ્થ સ્તરભંગો આવેલા છે ત્યાં ખંડિત વિભાગો એકબીજાથી દૂર ખસે છે. ખસેડની સ્થિતિ સ્તરભંગ-સપાટી પર ગતિની દિશાનો નિર્દેશ કરે છે.

ક્ષૈતિજ સ્તરભંગો : આ પ્રકારના સ્તરભંગમાં ડુંગરધારોના ઊંચા-નીચા વિભાગો ખસતા નથી. જે ખસેડ થાય છે તે અન્યોન્ય વિરુદ્ધ દિશામાં થાય છે. દેખીતો ખસેડ અનુપ્રસ્થ સ્તરભંગમાં થતો હોય એવું જણાય છે, વાસ્તવમાં એવું થતું હોતું નથી.

ટી. જે. વિલ્સને સ્તરભંગ-સપાટી પર થતી ગતિના પ્રકારની સમજ આપી છે. તેઓ કહે છે કે સમુદ્રતળ-વિસ્તરણ અગાઉથી અસ્તિત્વ ધરાવતા સ્તરભંગો પર થતું હોય છે. ભૂકંપોની ક્રિયાપદ્ધતિ આ સ્તરભંગોને અનુસરે છે. ભૂકંપોનો અભ્યાસ દર્શાવે છે કે મધ્યમહાસાગરીય ડુંગરધારો પર થતા ભૂકંપોનાં કેન્દ્રો 10થી 20 કિમી. જેટલી ઓછી ઊંડાઈ પર હોય છે; જ્યારે ખાઈઓ નજીક થતા ભૂકંપોનાં કેન્દ્રો વધુ પડતી ઊંડાઈ પર રહેલાં હોય છે. આ હકીકત પરથી તારણ કાઢી શકાય છે કે ખાઈઓના રેખીય પટ્ટા, ક્ષૈતિજ સ્તરભંગોના વિભાગો, મધ્યમહાસાગરીય ડુંગરધારોના શીર્ષભાગો તથા નવા ગેડપર્વતોનાં સંકુલો ભૂકંપને પાત્ર ગણાય; જ્યારે આવાં ભૂપૃષ્ઠલક્ષણોની સરહદના વિસ્તારો ભૂકંપને પાત્ર હોતા નથી. (જુઓ, ભૂતકતી-સંચલન.)

ચુંબકીય પુરાવા : મધ્યમહાસાગરીય ડુંગરધારોની ધારે ધારે જ્વાળામુખીજન્ય દ્રવ્ય (લાવા દ્રવ્ય) પટ્ટીઓના સ્વરૂપે ઊભરતું રહે છે. તેની ઠરવાની ક્રિયા વખતે પટ્ટી વિભાગો ચુંબકીય ગુણધર્મ ધારણ કરે છે. આ પટ્ટીઓ વિભાજિત થતી રહે છે અને તેના ભાગો એકબીજાથી દૂર ખસતા જાય છે, તેમની વચ્ચેના ખાલી પડતા ભાગોમાં નવું પટ્ટીદ્રવ્ય ભરાય છે. આવી ક્રિયા થયા કરે છે. જૂનું પટ્ટીદ્રવ્ય તેની નબળી રેખા પર નવા દ્રવ્યથી છૂટું પડે છે અને આ રીતે પાર્શ્ર્વ વિસ્તરણ શક્ય બને છે. આ દ્રવ્યોની ચુંબકીય નોંધ ડુંગરધારોની બંને બાજુઓ તરફ સરખી સમાકૃતિ સમમિતિ (bilateral symmetry) દર્શાવે છે. આમ આવો ચુંબકીય પુરાવો સમુદ્રતળ-વિસ્તરણ થયું હોવાની સાક્ષી પૂરે છે.

ચુંબકીય પટ્ટીઓ : મહાસાગરીય ડુંગરધારોની બાજુઓ પરના ખડકો સામાન્ય તેમજ વ્યુત્ક્રમી ચુંબકત્વનો ગુણધર્મ ધરાવતા હોય છે. બધાં જ મહાસાગરીય થાળાં પણ આવાં જ ચુંબકીય ક્ષેત્રો ધરાવતાં હોય છે. જ્યારે ચુંબકીય પટ્ટીને (ડાબેથી જમણે) ઉલટાવવામાં આવે અને એવી જ ચુંબકીય પટ્ટી પર અધ્યારોપિત કરવામાં આવે ત્યારે તે ચુંબકીય અસ્વાભાવિકતાઓની બંને બાજુ સરખી (દ્વિપાર્શ્ર્વીય) સમમિતિ સ્પષ્ટપણે દર્શાવે છે.

ડુંગરધારની બંને બાજુ પરનાં ચુંબકીય વ્યુત્ક્રમણોની સમમિતિ પરથી સમુદ્રતળ-વિસ્તરણનો ખ્યાલ સારી રીતે આવી જાય છે; જે વિસ્તરણ થયું હોવાની ખાતરી કરાવે છે. ઉપલબ્ધિનું સમાંતરપણું, પટ્ટીઓ પરના એકસરખા વિભાગો, વયસામ્ય અને ડુંગરધારથી તેમનાં અંતર – આ બધી બાબતો સમુદ્રતળ-વિસ્તરણ થયું હોવાનું સૂચવી જાય છે. ચુંબકત્વનાં રેખીય લક્ષણોની મદદથી સમુદ્રતળના સંચલનનો દર અને તેની ઉપસ્થિતિ જાણી શકાય છે.

સિદ્ધાંતની વિરુદ્ધમાં મળતો પુરાવો : સમુદ્રતળ-વિસ્તરણ થાય છે તે હકીકત હોવા છતાં તેમજ તેના સમર્થનમાં ઘણા પુરાવા પણ ઉપલબ્ધ હોવા છતાં, કેટલાક મુદ્દા એવા પણ છે જે તેની તરફેણમાં નથી. એક પ્રશ્ન એવો ઉપસ્થિત થયેલો છે કે જો સમુદ્રતળના છેડાઓ ખાઈઓમાં ધરબાય છે તો પછી ખાઈ-નિક્ષેપો શા માટે ગેડવાળા નથી ?

એ જ રીતે ઍલ્યુશિયન ખાઈ પણ સમુદ્રતળ-વિસ્તરણથી વિરુદ્ધનો પુરાવો પૂરો પાડે છે. ખાઈમાં જો સમુદ્રતળ ધરબાઈ જતું હોય તો તેમાં જૂનામાં જૂની રચના ખાઈની નજીકમાં હોય અને નવી રચના ખાઈથી દૂર હોય; પરંતુ ઍલ્યુશિયન ખાઈમાં આથી ઊલટું છે.

વિસ્તરણની ક્રિયાપદ્ધતિ : હેસે સમુદ્રતળના વિસ્તરણ માટે સમગ્ર ભૂમધ્યાવરણ વિભાગ પરથી વહેતા સંવહન-પ્રવાહોને જવાબદાર ઠેરવ્યા છે. આ જ ઘટનાને જો ભૂતકતી-સંચલનના સંદર્ભમાં મૂલવવામાં આવે તો આ બાબત અસંભવિત બની રહે છે. એટલે હવે વર્તમાન પરિપ્રેક્ષ્યમાં તો સમુદ્રતળ-વિસ્તરણ માટે ગુરુત્વાકર્ષણ-બળથી સરકવાની ક્રિયાપદ્ધતિને કારણભૂત ગણવામાં આવે છે. સમુદ્રતળ-વિભાગ જે ભૂતકતીમાં આવતો હોય તે ત્યાંની નજીકની ખાઈમાં દબે, કારણ કે સમુદ્રતળનું પોતાનું વજન જ તે તકતીને ખેંચી જતું હોય છે.

આ ઉપરાંત હવે કૅરે, હીઝાન, થાર્પ, મૅકેન્ઝી, એલ્સેસર અને મર્ગન જેવા વૈજ્ઞાનિકો સમુદ્રતળ-વિસ્તરણ થવા માટે વિસ્તરતા જતા વિશ્વ(expanding universe)ના અધિતર્કને કારણભૂત ગણાવે છે. આ અધિતર્ક મુજબ પૃથ્વીનો આકાર જળવાઈ રહે તે માટે નવા ઉદ્ભવતા જતા દ્રવ્યની સામે તકતીઓના છેડાઓ દબીને ધરબાય તો જ સંતુલન જળવાય એ ખ્યાલને તેઓ આવકારતા નથી. પૃથ્વીનો આકાર જળવાયેલો રહે છે, એનો અર્થ એવો કરી શકાય કે જે દરથી પૃથ્વીનું દળ વિસ્તરી રહ્યું હોય, તે જ દરથી તેના પરના કોઈ પણ વર્તુળનો પરિઘ પણ વધે; પરંતુ સમુદ્રતળ-વિસ્તરણનો દર જે સ્થાનભેદે જુદો જુદો છે તે બાબત અહીં મેળ ખાતી નથી.

ગિરીશભાઈ પંડ્યા