भूकंप आणि ज्वालामुखी

आपली पृथ्वी वरून शांत दिसत असली तरी तिच्या अंतरंगात सतत प्रचंड हालचाली सुरू असतात. पृथ्वीचे कवच हे विविध भूपाटांनी म्हणजेच प्लेट्सनी बनलेले आहे. या भूपाटांच्या हालचालींमुळे पृथ्वीच्या अंतर्गत भागात प्रचंड दाब आणि ऊर्जा निर्माण होते. जेव्हा ही ऊर्जा अचानक मुक्त होते, तेव्हा पृथ्वीच्या पृष्ठभागाला हादरे बसतात, ज्याला आपण भूकंप म्हणतो. तसेच, काही वेळा जमिनीखालील तप्त शिलारस याच दाबातून बाहेर येतो, त्याला आपण ज्वालामुखी म्हणतो. शिक्षक म्हणून आपल्याला हे समजून घेणे आवश्यक आहे की, या केवळ नैसर्गिक आपत्ती नसून पृथ्वीच्या भौगोलिक रचनेत बदल करणाऱ्या महत्त्वपूर्ण प्रक्रिया आहेत.

१. भूकंप: अर्थ, निर्मिती आणि शास्त्रीय कारणे

भूकंप म्हणजे सोप्या भाषेत सांगायचे तर 'पृथ्वीचे कंप पावणे'. भूगर्भातील खडकांच्या हालचालींमुळे निर्माण झालेली ऊर्जा लहरींच्या स्वरूपात प्रवास करते आणि जमिनीला हादरवून सोडते.

भूकंपाची मुख्य कारणे:

१. भूपाटांची हालचाल: पृथ्वीचे कवच अनेक मोठ्या तुकड्यांमध्ये विभागलेले आहे. जेव्हा हे भूपाट एकमेकांवर घासतात, एकमेकांपासून दूर जातात किंवा एकमेकांवर आदळतात, तेव्हा प्रचंड ऊर्जा निर्माण होते. हे भूकंपाचे सर्वात महत्त्वाचे कारण आहे.

२. ज्वालामुखीचा उद्रेक: ज्वालामुखीचा स्फोट इतका तीव्र असतो की त्याच्या धक्क्याने आसपासच्या परिसरात भूकंप जाणवतो.

३. मानवनिर्मित कारणे: मोठी धरणे बांधणे, जमिनीखाली केलेले अणुस्फोट किंवा मोठ्या प्रमाणात केली जाणारी खाणकामे यामुळेही स्थानिक पातळीवर भूकंप होऊ शकतात.

भूकंपाशी संबंधित महत्त्वाच्या संकल्पना:

भूकंपनाभी: भूगर्भात ज्या ठिकाणी ऊर्जेचे उत्सर्जन प्रथम होते आणि भूकंपाची सुरुवात होते, त्या बिंदूला भूकंपनाभी म्हणतात. याला शास्त्रीय भाषेत Focus असे संबोधले जाते.
भूकंप केंद्र: भूकंपनाभीच्या अगदी वरच्या बाजूला, पृथ्वीच्या पृष्ठभागावर असलेल्या बिंदूला भूकंप केंद्र म्हणतात. याला Epicenter म्हणतात. भूकंपाचे सर्वात जास्त हादरे याच ठिकाणी जाणवतात.

२. भूकंपाच्या लहरी आणि त्यांचे प्रकार

भूकंपनाभीपासून ऊर्जा सर्व दिशांना लहरींच्या माध्यमातून पसरते. या लहरींचे प्रामुख्याने तीन प्रकार पडतात, जे परीक्षेच्या दृष्टीने अत्यंत महत्त्वाचे आहेत:

१. प्राथमिक लहरी (Primary Waves):

या लहरी भूकंपनाभीपासून सर्वात आधी पृथ्वीच्या पृष्ठभागावर पोहोचतात. यांचा वेग सर्वात जास्त असतो. या लहरींचा प्रवास होताना खडकातील कण लहरींच्या दिशेने मागे-पुढे हलतात. या लहरी घन, द्रव आणि वायू अशा तिन्ही माध्यमातून प्रवास करू शकतात.

२. दुय्यम लहरी (Secondary Waves):

प्राथमिक लहरींनंतर या लहरी पृष्ठभागावर पोहोचतात. यांचा वेग प्राथमिक लहरींपेक्षा कमी असतो. या लहरींच्या प्रवासात खडकातील कण लहरींच्या दिशेला काटकोनात म्हणजेच वर-खाली हलतात. विशेष म्हणजे या लहरी फक्त घन माध्यमातून प्रवास करतात, त्या द्रव माध्यमातून प्रवास करू शकत नाहीत.

३. भूपृष्ठ लहरी (Surface Waves):

जेव्हा प्राथमिक आणि दुय्यम लहरी भूकवचाला (पृष्ठभागाला) स्पर्श करतात, तेव्हा नवीन लहरी निर्माण होतात, ज्यांना भूपृष्ठ लहरी म्हणतात. या लहरी पृथ्वीच्या परिघाच्या दिशेने प्रवास करतात. या लहरी सर्वात जास्त विनाशकारी असतात कारण त्यांचा परिणाम थेट मानवी वस्त्यांवर होतो.

३. भूकंपाचे मोजमाप आणि साधने

भूकंपाचे मोजमाप दोन प्रकारे केले जाते: त्याची तीव्रता आणि त्यातून मुक्त झालेली ऊर्जा.

सिस्मोग्राफ (Seismograph): भूकंपाच्या लहरींची नोंद घेण्यासाठी जे यंत्र वापरले जाते, त्याला सिस्मोग्राफ किंवा भूकंपमापक यंत्र म्हणतात. यावर लहरींचा आलेख तयार होतो.
रिश्टर स्केल (Richter Scale): भूकंपाची शक्ती किंवा मॅग्निट्युड मोजण्यासाठी रिश्टर स्केल या एककाचा वापर केला जातो. हे एक गणितीय मोजमाप आहे. रिश्टर स्केलवरील प्रत्येक १ अंकाच्या वाढीचा अर्थ असा होतो की भूकंपाची तीव्रता सुमारे ३२ पटीने वाढली आहे.

४. ज्वालामुखी: शिलारस आणि लाव्हारसाची प्रक्रिया

पृथ्वीच्या अंतरंगातील उष्णतेमुळे खडक वितळतात आणि त्याचे रूपांतर तप्त अशा द्रवात होते. या द्रवाला शिलारस म्हणजेच Magma म्हणतात. जेव्हा हा शिलारस भूकवचातील भेगांमधून किंवा मुखातून पृथ्वीच्या पृष्ठभागावर येतो, तेव्हा त्याला लाव्हारस म्हणजेच Lava म्हणतात.

ज्वालामुखीच्या उद्रेकाचे प्रकार:

१. केन्द्रीय ज्वालामुखी: जेव्हा लाव्हारस एका नळीसारख्या भागातून मोठ्या स्फोटासह बाहेर येतो, तेव्हा त्याला केन्द्रीय ज्वालामुखी म्हणतात. यामुळे शंकूच्या आकाराचे पर्वत तयार होतात. उदा. जपानचा फ्युजियामा.

२. भेगीय ज्वालामुखी: जेव्हा शिलारस जमिनीवरील मोठ्या भेगांमधून हळूवारपणे बाहेर येतो आणि पसरतो, त्याला भेगीय ज्वालामुखी म्हणतात. यामुळे पठारांची निर्मिती होते. महाराष्ट्राचे दख्खनचे पठार हे अशाच प्रकारच्या ज्वालामुखीपासून तयार झाले आहे.

५. ज्वालामुखीचे वर्गीकरण (कालावधीनुसार)

ज्वालामुखीचा उद्रेक किती वेळा आणि कधी होतो, यावरून त्याचे तीन प्रकार पडतात:

जागृत ज्वालामुखी: ज्या ज्वालामुखींमधून वारंवार किंवा वर्तमान काळात उद्रेक होत असतो, त्यांना जागृत ज्वालामुखी म्हणतात. उदा. इटलीतील एटना आणि स्ट्रोम्बोली.
निद्रिस्त किंवा सुप्त ज्वालामुखी: जे ज्वालामुखी दीर्घकाळ शांत असतात पण कधीही अचानक जागृत होऊ शकतात, त्यांना निद्रिस्त ज्वालामुखी म्हणतात. उदा. इटलीतील विसुवियस.
मृत ज्वालामुखी: ज्या ज्वालामुखींचा इतिहास पाहता त्यांचा भविष्यात उद्रेक होण्याची अजिबात शक्यता नसते, त्यांना मृत ज्वालामुखी म्हणतात. उदा. आफ्रिकेतील किलीमांजारो.

६. ज्वालामुखीमुळे होणारी भूरूपे

ज्वालामुखीच्या उद्रेकातून केवळ लाव्हारसच बाहेर येत नाही, तर राख, पाण्याची वाफ आणि विविध वायूही बाहेर पडतात. यातून खालील भूरूपे तयार होतात:

१. ज्वालामुखी पर्वत: लाव्हारस साचून पर्वतांची निर्मिती होते.

२. ज्वालामुखी पठार: लाव्हारस मोठ्या क्षेत्रात पसरल्यामुळे पठारे तयार होतात.

३. ज्वालामुखी विवर: ज्वालामुखीच्या मुखाशी जो खोलगट भाग तयार होतो, त्याला विवर म्हणतात. यात पाणी साचल्यास विवर सरोवरांची निर्मिती होते.

४. खडक: लाव्हारस थंड झाल्यावर बेसाल्ट आणि ग्रॅनाईट सारखे अग्निजन्य खडक तयार होतात.

७. पॅसिफिक रिंग ऑफ फायर (Pacific Ring of Fire)

जगातील सुमारे ७५ टक्क्यांहून अधिक जागृत ज्वालामुखी आणि ९० टक्के भूकंप पॅसिफिक महासागराच्या किनारपट्टीच्या भागात होतात. हा भाग घोड्याच्या नालेसारखा दिसतो, म्हणून याला 'पॅसिफिक रिंग ऑफ फायर' असे म्हणतात. हा प्रदेश भूस्तराच्या दृष्टीने अत्यंत संवेदनशील आहे.

८. भूकंप आणि ज्वालामुखीचे परिणाम

विनाशकारी परिणाम:

जीवित आणि वित्तहानी होते.
वाहतूक आणि दळणवळण यंत्रणा कोलमडते.
समुद्रतळाशी भूकंप झाल्यास 'त्सुनामी' सारख्या महाकाय लाटा निर्माण होतात.
ज्वालामुखीच्या राखेमुळे हवा प्रदूषण होते.

विधायक (फायदेशीर) परिणाम:

ज्वालामुखीमुळे जमिनीखालील खनिजे पृष्ठभागावर येतात.
ज्वालामुखीच्या लाव्हारसापासून बनलेली काळी मृदा (रेगूर मृदा) शेतीसाठी अत्यंत सुपीक असते.
ज्वालामुखीच्या प्रदेशात उष्ण पाण्याचे झरे आढळतात, ज्यांचा उपयोग ऊर्जेसाठी किंवा पर्यटनासाठी होतो.
नवीन भूमी किंवा बेटांची निर्मिती होते.

९. अध्यापनशास्त्रीय दृष्टीकोन (Pedagogy)

विद्यार्थ्यांना भूकंप आणि ज्वालामुखी शिकवताना केवळ पुस्तकी ज्ञान न देता प्रत्यक्ष प्रयोगांवर भर द्यावा.

मॉडेल मेकिंग: माती किंवा प्लॅस्टर ऑफ पॅरिसचा वापर करून ज्वालामुखीचा डोंगर बनवावा. त्यात बेकिंग सोडा, खाण्याचा रंग आणि व्हिनेगर टाकून 'लाव्हारस' कसा बाहेर येतो, हे प्रात्यक्षिक करून दाखवावे. यामुळे विद्यार्थ्यांना ज्वालामुखीच्या 'मुखा'ची संकल्पना स्पष्ट होईल.
भूकंप सुरक्षा: वर्गात अचानक भूकंप आल्यास 'Drop, Cover and Hold On' या तंत्राचा सराव करून घ्यावा. बाकाखाली बसणे किंवा डोक्यावर हात ठेवून सुरक्षित ठिकाणी जाणे या कृती विद्यार्थ्यांच्या अंगवळणी पाडाव्यात.
नकाशा वाचन: जगाच्या नकाशावर भूकंपाचे पट्टे आणि रिंग ऑफ फायर दाखवून भौगोलिक स्थानांचे महत्त्व स्पष्ट करावे.

१०. महत्त्वाच्या रिव्हिजन नोट्स (Quick Revision)

भूकंपमापन यंत्र: सिस्मोग्राफ.
भूकंप तीव्रता एकक: रिश्टर स्केल.
सर्वात वेगवान लहरी: प्राथमिक लहरी ( $P$ -Waves).
द्रव माध्यमातून न जाणाऱ्या लहरी: दुय्यम लहरी ( $S$ -Waves).
भारतातील एकमेव जागृत ज्वालामुखी: अंदमान निकोबार बेटांवरील 'बॅरन आयलंड'.
दख्खनचे पठार: भेगीय ज्वालामुखीपासून निर्मित.
त्सुनामी: समुद्रतळाशी होणाऱ्या भूकंपामुळे निर्माण होणाऱ्या लाटा.