अंतराळाचे अंतरंग – अवकाशातील रासायनिक संवाद

<<< सुजाता बाबर >>>
[email protected]

चंद्रावर गंज तयार होणे म्हणजे तो केवळ धूळ आणि दगडांचा निर्जीव गोळा नसून एक सक्रिय, बदलणारी भूपृष्ठीय प्रणाली आहे. पृथ्वी आणि तिचा उपग्रह यांच्यात आजही भौतिक संवाद सुरू आहे. हा संवाद म्हणजे घडणारे रासायनिक बदल हे दोन अवकाशीय वस्तूंमधील अदृश्य नात्याचे ठोस पुरावे आहेत.

अलीकडच्या काही वर्षांत चंद्राबद्दल एक विलक्षण वैज्ञानिक शोध समोर आला आहे, तो म्हणजे चंद्र गंजत चालला आहे. म्हणजेच त्याच्या पृष्ठभागावर हेमॅटाइट नावाचे लोह ऑक्साइड निर्माण होत आहे. चंद्राला गंज कसा काय लागू शकतो? कारण चंद्रावर वायू मंडल नाही, पाण्याचा अंश नगण्य आहे आणि सूर्याचा उष्ण किरणोत्सर्ग अत्यंत तीव्र आहे. अशा परिस्थितीत गंज तयार होण्यासाठी आवश्यक घटक म्हणजे ऑक्सिजन आणि आर्द्रता दोन्ही नसताना ही प्रक्रिया घडतेय याने वैज्ञानिकांना चक्रावून सोडले. ‘हेमॅटाइट’ हे लोहाचे महत्त्वाचे खनिज आहे, ज्याला तांबडे लोहधातूक किंवा ब्लडस्टोन असेही म्हणतात. हे नैसर्गिकरीत्या काळ्या-राखाडी आणि लालसर-तपकिरी रंगात आढळते व यातून लोह मिळवण्यासाठी उत्खनन केले जाते.

चांद्रयान-1 उपग्रहाने घेतलेल्या पृष्ठभागाच्या स्पेक्ट्रोमीटर मापनांमध्ये चंद्राच्या ध्रुवीय प्रदेशात आणि विशेषत पृथ्वीच्या दिशेला असलेल्या भागात हेमॅटाइट मोठ्या प्रमाणात आढळले. हे दिसून आल्यानंतर शास्त्रज्ञांनी पृथ्वीच्या वायुमंडलातून बाहेर पडणाऱ्या आयन कणांचा मागोवा घेतल्यावर लक्षात आले की, या ऑक्सिजनयुक्त आयनांचा एक भाग पृथ्वीच्या चुंबकीय क्षेत्राच्या शेपटासारख्या ‘मॅग्नेटो टेल’द्वारे चंद्रापर्यंत पोहोचतो. चंद्र जेव्हा आपल्या कक्षेत पृथ्वीच्या या मॅग्नेटो टेलच्या सावलीतून जातो, तेव्हा सूर्यापासून येणारे सौर वारे आयन थांबतात, पण पृथ्वीतील ऑक्सिजन आयन मात्र त्या काळात चंद्रावर आदळतात.

या ऑक्सिजन आयनांचा प्रवाह म्हणजेच पृथ्वीचे वारे चंद्राच्या पृष्ठभागावर जाऊन तेथील फेरस लोहयुक्त खनिजांवर आदळतो. हे उच्च-ऊर्जा असलेले ऑक्सिजन आयन खनिजांच्या बाह्य थरांमध्ये प्रवेश करतात आणि त्यांचे ऑक्सिडेशन करतात. परिणामी हेमॅटाइट तयार होते. हे प्रयोग चंद्रावर आढळणाऱ्या इल्मेनाइट आणि मॅग्नेटाइटसारख्या खनिजांवर केले असता स्पष्ट झाले की, पृथ्वीहून येणारे ऑक्सिजन आयन चंद्रावर गंज निर्माण करण्यास पुरेसे आहेत.

सौर वाऱ्यातील हायड्रोजन आयन चंद्राच्या पृष्ठभागावर सतत पडतात आणि हे आयन गंज होण्यास प्रतिबंधक ठरू शकतात. परंतु कमी ऊर्जा असलेले हायड्रोजन आयन हेमॅटाइट पुन्हा लोहात रूपांतरित करण्यास फारसे प्रभावी नाहीत. म्हणूनच तयार झालेला गंज टिकून राहतो. चंद्रावर एक अद्भुत संतुलन दिसते. एकीकडे पृथ्वीहून आलेला ऑक्सिजन गंज निर्माण करतो, तर दुसरीकडे सौर वाऱ्यातील हायड्रोजन त्याला आंशिकपणे विरोध करतो. या संघर्षात काही भागांवर गंज निर्माण होतो आणि टिकून राहतो. चंद्राच्या पृथ्वीच्या दिशेच्या भागात हेमॅटाइट जास्त आढळण्याचे कारणही हेच आहे. कारण पृथ्वीच्या चुंबकीय क्षेत्राच्या शेपटात या भागाला अधिक काळ ऑक्सिजन आयनांचा मारा बसतो. शिवाय या प्रदेशात ध्रुवीय बर्फ किंवा हायड्रॉक्सिल स्वरूपातील आर्द्रतेचे अंश आहेत, ज्यामुळे गंज होण्याची रासायनिक प्रक्रिया सुलभ होते.

दुसरीकडे चंद्राच्या दूरच्या भागात हेमॅटाइट जवळपास आढळत नाही. कारण तिथे पृथ्वीच्या आयनांचा थेट संपर्क नसतो. या शोधामुळे हे सिद्ध झाले की, पृथ्वी आणि चंद्र यांच्यात पदार्थांची देवाणघेवाण सुरू आहे. 2025 मध्ये प्रसिद्ध झालेल्या या संशोधनामध्ये प्रयोगशाळेतील तंतोतंत प्रतिकृती तयार करून ही प्रक्रिया सिद्ध केली. वैज्ञानिकांनी लोहयुक्त खनिजांवर उच्च-ऊर्जा ऑक्सिजन आयनांचा मारा केला आणि त्यातून हेमॅटाइट तयार होत असल्याचे प्रत्यक्ष पाहिले. त्याच वेळी त्यांनी हायड्रोजन आयनांचा परिणाम तपासला आणि हे स्पष्ट झाले की, कमी ऊर्जा हायड्रोजन गंज टिकवून ठेवण्यास कारणीभूत ठरतो. पृथ्वीच्या प्रभावाची सीमा किती दूर पोहोचते याचे सजीव उदाहरण ठरले.

चंद्रावर गंज तयार होणे म्हणजे तो केवळ धूळ आणि दगडांचा निर्जीव गोळा नसून एक सक्रिय, बदलणारी भूपृष्ठीय प्रणाली आहे. पृथ्वीचा वारा चंद्रावर पोहोचतो, त्याच्या खनिजांशी रासायनिक प्रतिक्रिया घडवतो आणि लाखो वर्षांत पृष्ठभागावर सूक्ष्म, पण दीर्घकालीन बदल घडवतो हे दोन अवकाशीय वस्तूंमधील अदृश्य नात्याचे ठोस पुरावे आहेत. पुढील मोहिमांमध्ये हेमॅटाइट नमुने प्रत्यक्ष गोळा करून त्यातील ऑक्सिजनच्या समस्थानिकांचे विश्लेषण केल्यास तो ऑक्सिजन पृथ्वीहूनच आला आहे का हे समजेल. त्याचबरोबर चंद्रावर पाण्याचा बर्फ आणि आर्द्रता कितपत योगदान देतात हे जाणून घेणे आवश्यक ठरेल. या संशोधनामुळे चंद्राच्या भू-रासायनिक उक्रांतीबद्दल नवी दृष्टी मिळाली आहे.

(लेखिका खगोल अभ्यासक आहेत.)