સ્તરવિદ્યા (stratigraphy) : ભૂસ્તરશાસ્ત્રની ઘણી મહત્વની વિષયશાખા. તેમાં પૃથ્વીના પોપડાના સ્તરવાળા ખડકોની રચના, તેમનાં સ્તરાનુક્રમ, ઉત્પત્તિસ્થિતિ, બંધારણ, સહસંબંધ, વય વગેરેનો વિસ્તૃત અભ્યાસ કરવામાં આવે છે. આ શાખા મુખ્યત્વે તો જળકૃત ખડકરચનાઓ સાથે વધુ સંલગ્ન ગણાય છે; તેમ છતાં સ્તરાનુક્રમના તેના નિયમો લાવા કે ટફ જેવા અગ્નિકૃત ખડકોને તેમજ જળકૃત/જ્વાળામુખીજન્ય વિકૃત ખડકોને પણ લાગુ પાડી શકાય છે. ઐતિહાસિક ભૂસ્તરશાસ્ત્રના સંદર્ભમાં જોતાં, પૃથ્વીના પટ પર જે જે સમયે જે જે ઘટનાઓ ઘટી હોય, તેમના તે તે સ્તરો સાથેના આંતરસંબંધોને આ શાખા સારી રીતે મૂલવે છે. તેના પરથી તારવેલાં અનુમાનો ખડકસ્તરોનું વયનિર્ધારણ કરવામાં સહાયભૂત નીવડે છે. જળકૃત ખડકોમાં જોવા મળતી સંરચનાઓ, કણજમાવટની ઉત્પત્તિસ્થિતિ, તેમાં સંકળાયેલા જીવાવશેષો, તેના પરથી તે તે કાળમાં પ્રવર્તેલા ભૌગોલિક સ્થિતિસંજોગો વગેરેનો હૂબહૂ ચિતાર આ શાખાના વિસ્તૃત અભ્યાસ દ્વારા ઊભો કરી શકાય છે.
સ્તરવિદ્યાનું સર્વપ્રથમ કાર્ય જે તે સ્થાનિક સ્તરાનુક્રમનું વર્ણન કરવાનું છે. સ્તરાનુક્રમના નિયમ પરથી જે તે સ્થાનના ભૂસ્તરીય અતીતનાં અનુમાનો થઈ શકે છે. સૌથી નીચેનો સ્તર જૂનો અને સૌથી ઉપરનો સ્તર નવા વયનો ગણાય છે, વચ્ચેના સ્તરો જૂના-નવાના સંદર્ભમાં અનુક્રમ મુજબની વયના હોવાનું ઘટાવાય છે.
સ્તરવિદ્યાનું બીજું મહત્વનું કાર્ય સ્થાનિક સ્તરોનો પ્રમાણભૂત સ્તરો સાથે સહસંબંધ સ્થાપવાનું છે, અર્થાત્ અન્યોન્યના સમય સંબંધે તે સમકાલીન છે કે નહિ તેનો નિર્ણય કરવાનું છે. પ્રથમ સ્થાનિક, પછી પ્રાદેશિક અને તે પછીથી દુન્યવી સમકાલીન સ્તરો સાથે સહસંબંધ સ્થાપિત કરી શકાય છે. આ કાર્યમાં જીવાવશેષોની મદદ ઘણી મહત્વની બની રહે છે, કારણ કે જુદાં જુદાં સ્થળોમાંથી પ્રાપ્ત એકસરખા જીવાવશેષો લગભગ એકસરખા પ્રાચીન ભૌગોલિક સ્થિતિ-સંજોગોનો નિર્દેશ કરી જાય છે. એકસરખાં જીવનસ્વરૂપો એક સમયે જીવેલાં, નભેલાં, ટકેલાં કે વિલોપ પામેલાં હોય છે. આ બાબત પરથી જ તો પૃથ્વી પર ક્રમિક જીવન-ઉત્ક્રાંતિના સિદ્ધાંતની ડાર્વિન દ્વારા (1859) રજૂઆત થયેલી છે. જીવાવશેષો ઉપરાંત ખડકસ્તરોમાં રહેલાં કિરણોત્સારી ખનિજો વયનિર્ધારણ માટે સહાયકારી નીવડ્યાં છે.
સ્તરવિદ્યાનું ત્રીજું મહત્વનું કાર્ય દુનિયાભરમાં મળતા જુદા જુદા સ્થાનિક સ્તરાનુક્રમની છૂટક છૂટક માહિતી એકત્રિત કરી, તેના પરથી સહસંબંધ સ્થાપિત કરીને પૃથ્વીના ભૂસ્તરીય અતીતને ક્રમબદ્ધ ગોઠવવાનું અને તેનું અર્થઘટન કરવાનું છે. કણજમાવટ, સ્તરાનુક્રમ, જીવનસ્વરૂપો, ભૌગોલિક સંજોગોને અન્યોન્ય સાંકળી લેવામાં આવે તો જ એકરૂપતાવાદનો સિદ્ધાંત સરળતાથી સમજી શકાય. રચનાત્મક ભૂવિદ્યા, ભૂપૃષ્ઠરચનાશાસ્ત્ર, અગ્નિકૃત-વિકૃત ખડકવિદ્યાનું સ્તરવિદ્યા સાથે તો જ સંકલન કરી શકાય. આ બધાં જ દૃષ્ટિબિંદુઓ એક તાંતણે વણી લઈને જ ઐતિહાસિક ભૂસ્તરશાસ્ત્રના વિષયની સમજ કેળવી શકાય – એકસૂત્રતા સાધી શકાય; એટલું જ નહિ, સ્તરવિદ્યાને વ્યાવહારિક ઉપયોગમાં લઈ શકાય; જેમ કે દુનિયાભરમાં શા માટે કોલસાના સ્તરો, મહત્વના લોહઅયસ્ક નિક્ષેપજથ્થાઓ, ફૉસ્ફેટજન્ય નિક્ષેપો, તેલસંચયસ્થાનો અમુક જ પ્રકારના, અમુક જ સ્તરોમાં, અમુક જ સંજોગોમાં મળે છે તે સ્તરવિદ્યાના વિશ્લેષણાત્મક અભ્યાસ દ્વારા સમજી શકાય કે તેમનું અર્થઘટન કરી શકાય. સ્તરવિદ્યાના વ્યવસ્થિત અભ્યાસથી પૃથ્વીના ઇતિહાસનાં ચોક્કસ સૈદ્ધાંતિક તારણો કાઢી શકાય. એક રીતે જુઓ તો એકરૂપતાવાદનો સિદ્ધાંત સ્તરવિદ્યાત્મક લક્ષણો પર તો આધારિત છે. વળી, આજનાં પર્વતસંકુલોની જગાએ ભૂસ્તરીય અતીતમાં ભૂસંનતિમય થાળાં અસ્તિત્વ ધરાવતાં હતાં તે બાબત પણ સ્તરવિદ્યાના અભ્યાસને તર્કબદ્ધ અને સુસંગત ઠેરવે છે. છેલ્લાં 60 કરોડ વર્ષ દરમિયાનની જીવનસ્વરૂપોની ક્રમિક ઉત્પત્તિ, ઉત્ક્રાંતિ, વિલોપ વગેરે બાબતો પણ સ્તરવિદ્યાના અભ્યાસ પર નિર્ભર છે. આમ સ્તરવિદ્યાની શાખા ભૂસ્તરશાસ્ત્રનું મહત્વનું અંગ બની રહે છે.
સ્તરવિદ્યાના સિદ્ધાંતો : સ્તરવિદ્યાના અભ્યાસમાં સમાવિષ્ટ પાયાના સિદ્ધાંતો. ભૂસ્તરશાસ્ત્રની આ વિષયશાખા નીચેના સિદ્ધાંતો પર આધારિત છે :
1. સ્તરાનુક્રમનો નિયમ (Law of order of superposition) : સામાન્ય સંજોગો હેઠળ સ્તરશ્રેણીમાં ઉપર રહેલો સ્તર તેની નીચે રહેલા સ્તર કરતાં નવા વયનો હોય છે. (નિકોલસ સ્ટેનોનો નિયમ)
2. (i) જીવાવશેષોથી પરખાતા સ્તરોનો નિયમ (Law of strata identified by fossils) : જે તે સ્તર જીવાવશેષયુક્ત હોય, તે પૈકીના લાક્ષણિક જીવાવશેષના નામ પરથી તે સ્તરને નામ અપાય છે; દા.ત., નિયૉબોલસ સ્તરો, ફેનેસ્ટેલા શેલ, કાર્ડિટા બીમોન્ટી સ્તરો વગેરે. (ii) નિર્દેશક જીવાવશેષ (index fossil) : જુઓ આ નામે અધિકરણ.
3. એકરૂપતાવાદ (uniformitarianism) : ‘વર્તમાન એ ભૂતકાળની ચાવી છે’ (Present is key to the Past) અર્થાત્ ભૂસ્તરીય ભૂતકાળમાં જે સંજોગો પ્રવર્તતા હતા અને સ્તરો રચાતા હતા, લગભગ એના જેવા જ સંજોગો આજે પણ પ્રવર્તે છે અને સ્તરોની રચના થાય છે. (જુઓ, ‘એકરૂપતાવાદ’.)
4. સ્તરવિદ્યાત્મક એકમો (stratigraphic units) : ખડકલક્ષણો તેમજ જીવાવશેષલક્ષણો પરથી ભૂતકાળમાં ઘટેલી ઘટનાઓનો તાગ જે તે ખડકરચના પરથી મેળવી શકાય છે. ખડક-એકમોને તેમના રંગ, કણરચના, બંધારણ, જીવાવશેષપ્રમાણ જેવાં લક્ષણો પરથી એકબીજાથી જુદા તારવી શકાય છે. નાનામાં નાના ખડક-એકમને ‘સ્તર’, સ્તરબદ્ધ શ્રેણીને ‘રચના’, રચનાઓના જૂથને ‘સમૂહ’ અને એકથી વધુ સમૂહોને ‘બૃહદ સમૂહ’ કહે છે.
5. નિક્ષેપરચના–પ્રકાર (facies) : ભૂસ્તરીય કાળગણનાના સંદર્ભમાં જોતાં, કોઈ પણ રચના પ્રદેશભેદે જમાવટ, દ્રવ્ય-ઉપલબ્ધિ મુજબ, જુદા જુદા બંધારણવાળા ખડકસ્તરથી બનેલી હોઈ શકે છે. એક સ્થળે ચૂનાખડક હોય અને બીજા સ્થળે રેતીખડક હોઈ શકે છે. આમ ચૂનાયુક્ત નિક્ષેપરચનાપ્રકાર અને રેતીયુક્ત નિક્ષેપરચના-પ્રકાર તેના રાસાયણિક બંધારણભેદવાળા હોવા છતાં સમકાલીન હોઈ શકે છે.
ખડકરચનાઓની ઉત્પત્તિના માહોલ પણ જુદા જુદા હોઈ શકે. ભારતની ક્રિટેશિયસ રચના આ માટેનું શ્રેષ્ઠ દૃષ્ટાંત પૂરું પાડે છે. હિમાલયના સ્પિટિ વિસ્તારમાં તે ભૂસંનતિમય નિક્ષેપરચનાપ્રકાર તરીકે, મધ્યપ્રદેશમાં નદીજન્ય અને નદીનાળાજન્ય નિક્ષેપરચનાપ્રકાર તરીકે, કોરોમાંડલ કાંઠા પર દરિયાઈ અતિક્રમણના પરિણામરૂપ નિક્ષેપરચનાપ્રકાર તરીકે, તો બાહ્ય દ્વીપકલ્પના કેટલાક ભાગમાં જ્વાળામુખીજન્ય આગ્નેયરચનાપ્રકાર તરીકે મળે છે.
આ ઉપરાંત સ્તરોનાં વિશિષ્ટ લક્ષણો પરથી પણ નિક્ષેપપ્રકારનાં નામ અપાય છે; જેમ કે, ખડકલક્ષણી નિક્ષેપરચનાપ્રકાર (lithofacies), જીવાવશેષ-લક્ષણી નિક્ષેપરચનાપ્રકાર (palaeontological facies અથવા fossil facies), ખંડીય રચના-પ્રકાર (continental facies), દરિયાઈ રચનાપ્રકાર (marine facies), નદીજન્ય પ્રકાર (fluviatile facies), નદીનાળજન્ય પ્રકાર (estuarine facies), સરોવરજન્ય રચનાપ્રકાર (lacustrine facies), ઊંડાઈ મુજબના રચનાપ્રકારો – તીરસ્થ નિક્ષેપરચનાપ્રકાર (littoral facies), છીછરા જળનો નિક્ષેપરચનાપ્રકાર (shallow water facies), ઊંડા જળનો નિક્ષેપરચનાપ્રકાર (deep water facies) વગેરે.
6. સમકાલીનતા (homotaxis) : સ્થિતિ, સંજોગ અને વયના સામ્ય પરથી પ્રદેશભેદે મળતા સ્તરો સમકાલીન હોઈ શકે છે; જીવાવશેષ સામ્ય પરથી સમકાલીનતાનું નિર્ધારણ કરી શકાય છે.
7. ભૂસ્તરીય વય (geological age) : કાલાનુસારી વિભાગીકરણ : મહત્તમથી માંડીને લઘુતમ કાળગાળો આવરી લેતા વિભાગોને અનુક્રમે મહાયુગ, યુગ, કાળ, કાલખંડ અને સમય (Eon, Era, Period, Epoch, Age) જેવાં નામ અપાય છે.
રચના અનુસાર વિભાગીકરણ : ભૂસ્તરીય કાળમાં તૈયાર થયેલા ખડકસ્તરસમૂહને ‘રચના’ (system), કાલખંડમાં રચાયેલા સ્તરસમૂહને શ્રેણી (series), ચોક્કસ સમયગાળામાં રચાયેલા એકમને કક્ષા (stage) વગેરે જેવાં નામ અપાયાં છે.
8. સહસંબંધ (correlation) : સ્તરવિદ્યાત્મક સહસંબંધના ત્રણ પ્રકાર છે : (1) ખડકવિદ્યાત્મક સહસંબંધ : (i) ખડક-એકમો વચ્ચે સંપર્કનું સાતત્ય, (ii) ખડકવિદ્યાત્મક સામ્ય, (iii) સ્તરશ્રેણીમાં ખડક-એકમની સ્તરવિદ્યાત્મક સ્થિતિ, (iv) સંરચનાત્મક લાક્ષણિકતાઓ.
(2) જૈવ-સ્તરવિદ્યાત્મક સહસંબંધ : (i) પ્રાણી-અવશેષોની ઉત્ક્રાંતિની કક્ષા, (ii) નિર્દેશક જીવાવશેષ, (iii) પ્રાણી-અવશેષોનું સામ્ય, (iv) જૈવ-સ્તરવિદ્યાત્મક શ્રેણીની સ્થિતિ.
(3) કાલાનુસારી સ્તરવિદ્યાત્મક સહસંબંધ : (i) માત્રાત્મક કાલગણના કિરણોત્સારી વયનિર્ધારણ પદ્ધતિઓ, (ii) સમુદ્રસપાટીમાં થયેલા ફેરફારો, (iii) પ્રાચીન જીવાવશેષવિદ્યા.
ગિરીશભાઈ પંડ્યા