तेव्हा, पाण्याच्या उगमासाठी आपल्याला आता पुन्हा सौरमाला शोधणे आले. सौरमालेत पृथ्वी वगळता आणखी कुठे कुठे पाणी सापडते? युरोपा ह्या गुरू ग्रहाच्या एका उपग्रहावर गोठलेल्या पाण्याचे समुद्र आहेत. गुरुच्या गाभ्यातही मोठ्या प्रमाणात बर्फ आहे. वैज्ञानिकांचा असा कयास आहे की युरोपाच्या पृष्ठभागावर पाणी जरी गोठलेले असले तरी ह्या गोठलेल्या पाण्याच्या थराखाली द्रव पाण्याचा थर असावा. युरेनस आणि नेपच्यूनवर मोठ्या प्रमाणात पाण्याचा बर्फ आहे. हे दोन ग्रह पाणी, अमोनिया आणि मिथेन ह्या मुख्य घटकांच्या बर्फांपासून बनलेले आहेत. त्यामुळे त्यांना बर्फग्रह (icy planets) असेही म्हटले जाते. ह्याशिवाय लघुग्रहांवर पाणी आहे. लघुग्रहांच्या पट्ट्याच्या बाहेरच्या भागातील लघुग्रह कार्बनी कॉन्ड्राइटांचे बनलेले आहेत, तर आतील भागातील लघुग्रह सामान्य कॉन्ड्राइटांचे. कार्बनी कॉन्ड्राइटांपासून बनलेल्या काही लघुग्रहांमध्ये त्यांच्या वस्तुमानाच्या सुमारे १०% वस्तुमान केवळ पाण्याचे असल्याचे आढळले आहे. सौरमाला तयार होतेवेळी, भरकटलेले लघुग्रह आदिग्रहांवर आदळले असण्याची शक्यता आपण लेखाच्या सुरुवातीला पाहिली. पूर्वी बाहेरच्या पट्ट्यातील लघुग्रहांपैकी काही आदिपृथ्वीवर आदळले आणि तेव्हापासून पृथ्वीवर पाणी आले असण्याची तिसरी शक्यता ही पृथ्वीवरील पाण्याच्या उगमाची सर्वात ग्राह्य शक्यता सध्या मानली जाते.

लघुग्रहांवरच्या पाण्याचे D/H गुणोत्तर पाहता ह्या गुणोत्तराची एकच किंमत मिळत नाही. वेगवेगळ्या भागातील लघुग्रहांवर हे गुणोत्तर वेगवेगळे आहे. मात्र लघुग्रहांवरील पाण्याच्या D/H गुणोत्तराची सरासरी किंमत पृथ्वीवरील पाण्याच्या D/H गुणोत्तराच्या जवळ जाणारी आहे.

आकृती २. लघुग्रहाचे पृथ्वीवर आदळणे. श्री. जॉन डेविस यांनी काढलेले कल्पनाचित्र. नासाच्या (NASA) संकेतस्थळावरून साभार.

पृथ्वीसदृश आदिग्रह तयार होतेवेळी त्यांच्यात मुळात पाणी नव्हते. ते लघुग्रहांच्या आदळण्याने संवृद्धीच्या नंतरच्या टप्प्यांमध्ये (later stages of accretion) आदिग्रहांमध्ये समाविष्ट झाले. बाहेरच्या पट्ट्यातील लघुग्रहांना एकीच्या बळाचे फळ मिळत नसल्याने गुरूच्या गुरुत्वप्रभावाने ते इतस्तत: भिरकावले जात हे आपण पाहिलेच. हे लघुग्रह बाकी आदिग्रहांना टाळून नेमके आदिपृथ्वीवरच आदळले आणि त्यांनी केवळ पृथ्वीलाच जलमय केले हे तर काही शक्य नाही. तर प्रश्न असा पडतो की बुध, शुक्र आणि मंगळावरही ते आदळले असतील तर तिथे पाणी कसे सापडत नाही? बुध आणि शुक्र हे सूर्याच्या एवढे जवळ आहेत की तिथे भरपूर पाणीवाले मोठमोठे लघुग्रह आदळून त्यांनी त्या आदिग्रहांवर कितीही पाणी ओतले तरी सूर्याच्या उष्णतेमुळे आणि सौरवार्‍यांच्या (solar winds) दाबामुळे हे पाणी बाष्पीभवन होऊन कधीच अवकाशात उडून गेले असणार. तरी शुक्राच्या वातावरणात पाण्याच्या वाफेचा अंश आढळतो. पण मंगळाचे नसे नाही. तो तर लघुग्रहांना पृथ्वीपेक्षा अधिक जवळचा. म्हणजे लघुग्रहांच्या आदळण्याने मंगळावर पाणी आले असणारच. आता जरी मंगळाचा पृष्ठभाग कोरडा असला तरी कोणे एके काळी मंगळावर पाणी होते. मंगळाच्या पृष्ठावर दिसणारे कोरडे कालवे हा ह्या कयासामागच्या अनेक पुराव्यांपैकी एक. मात्र काही कारणांमुळे मंगळाचे चुंबकीय क्षेत्र (magnetic field) नष्ट झाले. चुंबकीय क्षेत्रामुळे ग्रहाच्या पृष्ठभागाचे सौरप्रारणांपासून संरक्षण होते. चुंबकीय क्षेत्र सौरकणांना, अतिनील (UV) आणि त्यासारख्या प्रारणांना ग्रहाच्या वातावरणाबाहेर ठेवते. मात्र चुंबकीय क्षेत्र नष्ट झाले तर सौरप्रारणांना ग्रहावर उतरण्यासाठी मुक्तरान मिळते. असे झाल्यामुळे मंगळावरचे पाणी हळूहळू उडून गेले. मात्र मंगळाच्या पृष्ठाखाली अजूनही पाणी असावे असा कयास मांडला जातो.

पृथ्वी तयार होताना पृथ्वीच्या प्रावरणातील (mantle) खनिजांमधले पाणी ज्वालामुखींच्या उद्रेकातून, तसेच वायू निष्कासनाच्या (degassing) प्रक्रियेतून वाफेच्या स्वरूपात सुरुवातीच्या वातावरणात आले. कालांतराने वाफ थंड होऊन पावसाच्या सरी धरणीवर कोसळल्या आणि हे पाणी खोलगट भागांमध्ये साठून समुद्र तयार झाले.

पृथ्वीवरचे पाणी पृथ्वीवर सजीव जगण्या-टिकण्यासाठी फार महत्त्वाचे आहे हे वेगळे सांगण्याची गरज नाहीच. अनेक वर्षांपूर्वी लघुग्रहांनी आदिपृथ्वीवर आणून टाकलेले पाणी अजूनही पृथ्वीवर आहे. पाण्याची वाफ ही जड असल्यामुळे पाण्याचे रेणू सहसा पृथ्वीच्या वातावरणाच्या अगदी वरच्या थरांमध्ये आढळत नाहीत. शिवाय पृथ्वीचे चुंबकीय क्षेत्र तिचे सौरप्रारणांपासून रक्षण करत असल्यामुळे पृथ्वीवरून निसटून पाण्याचे रेणू अवकाशात उडून जाण्याचे प्रमाण अगदी नगण्य. म्हणजेच तेव्हा पृथ्वीवर आलेले पाणी आजतागायत इथेच आहे. ते हिम, द्रव वा बाष्प स्वरूपात अजूनही पृथ्वीवरच आहे. पृथ्वीचा ७० % पृष्ठभाग समुद्रांनी व्यापलेला आहे. समुद्रांची सरासरी खोली आहे ३ ते ४ किलोमीटर. पृथ्वीवरील पाण्याचे वर्गीकरण तक्ता २. मध्ये आणि आकृती ३. मध्ये पाहा.

तक्ता २. पृथ्वीवरील पाण्याचे वर्गीकरण

*५०,००० वर्ग किलोमीटरपेक्षा कमी क्षेत्रावर पसरलेल्या हिमास हिमटोप वा हिमच्छद (ice cap) म्हणतात. ५०,००० वर्ग किलोमीटरपेक्षा जास्त क्षेत्रावर पसरलेल्या हिमास हिमस्तर (ice sheet) म्हणतात.
** ज्या जमिनीचे तापमान दोन वर्षे वा अधिक कालावधीसाठी पाण्याच्या गोठणबिंदूपेक्षा कमी असते अशा गोठलेल्या जमिनीस नित्य गोठित भूमी वा नित्यतुहिन (permafrost) म्हणतात.

आकृती ३. पृथ्वीवरील पाण्याचे वितरण. ga.water.usgs.gov येथून साभार व सुधारित.

पृथ्वीचे वय आहे सुमारे साडेचार अब्ज वर्षे. पृथ्वीवर समुद्र तयार झाले ते सुमारे ३.८ अब्ज वर्षांपूर्वी. म्हणजे त्याच्याही आधी लघुग्रह आदिपृथ्वीवर आदळून त्यांनी पाणी पृथ्वीवर आणले असणार. लघुग्रहांची करणी आणि पृथ्वीवर पाणी!

संदर्भ सूची
१. 'How to Find a Habitable Planet', James Kasting, 2010, Princeton University Press.
२. 'The Living Cosmos', Chris Impey, 2008, Random House Publishing.
३. Cosmos Magazine news
४. पारिभाषिक शब्दांसाठी - मनोगतावरील पारिभाषिक शब्दांचा शोध, शब्दानंद (कोशरचनाकार- सत्त्वशीला सामंत) आणि प्रगती सायन्स डिक्शनरी.