पृथ्वी की उत्पत्ति और विकास (Origin of the Earth)

 पृथ्वी की उत्पत्ति और विकास

1. नीहारिका परिकल्पना (Nebular Hypothesis)

यह सिद्धांत, जो सर्वप्रथम इमैनुएल कांत (Immanuel Kant) द्वारा 1796 ई० मे प्रस्तावित और बाद में पियरे-साइमन लाप्लास (Pierre-Simon Laplace) परिष्कृत किया गया, बताता है कि पृथ्वी सहित सौरमंडल, गैस और धूल के एक घूमते हुए बादल से बना है जिसे नीहारिका (Nebula) कहते हैं। जैसे-जैसे नीहारिका सिकुड़ती और तेज़ी से घूमती गई, यह एक डिस्क (disk) के रूप में चपटी होती गई और गुरुत्वाकर्षण आकर्षण (Gravitational pull) के कारण पदार्थ एक साथ इकट्ठा होने लगे। ये समूह अंततः पृथ्वी सहित ग्रहों में विकसित हुए, जबकि केंद्रीय द्रव्यमान (Central Mass) सूर्य बन गया। 

ग्रहाणुइस अवधारणा (Planetesimal Concept) को विभिन्न विचारकों और शिक्षाविदों द्वारा तब तक संशोधित किया गया जब तक कि वे बिग बैंग सिद्धांत तक नहीं पहुंच गए, जो सबसे स्वीकार्य बन गया।

2. ग्रहाणु परिकल्पना (Planetesimal Hypothesis):

3. ज्वारीय सिद्धांत (Tidal Theory): 

4. द्वितारा परिकल्पना (Binary Star Hypothesis):

5. सुपरनोवा परिकल्पना (Supernova Hypothesis):

बिग बैंग सिद्धांत( Big Bang Theory)

ब्रह्मांड की उत्पत्ति के संबंध में सबसे लोकप्रिय तर्क बिग बैंग सिद्धांत( Big Bang Theory) है। इसे विस्तारित ब्रह्मांड परिकल्पना (Expanding Universe Hypothesis) भी कहा जाता है। एडविन हबल (Edwin Hubble) ने 1920 में इस बात का प्रमाण दिया था कि ब्रह्मांड का विस्तार हो रहा है। जैसे-जैसे समय बीतता है, आकाशगंगाएँ (Galaxy) एक-दूसरे से दूर होती जाती हैं। इसी प्रकार, आकाशगंगाओं के बीच की दूरी भी बढ़ती हुई पाई जाती है और इस प्रकार, ब्रह्मांड का विस्तार होता हुआ माना जाता है।

 बिग बैंग सिद्धांत ब्रह्मांड के विकास में निम्नलिखित चरणों पर विचार करता है। 

(i) शुरुआत में, ब्रह्मांड को बनाने वाला सारा पदार्थ एक ही स्थान पर एक "छोटे गोले" (एकल परमाणु/ Singularity) के रूप में मौजूद था, जिसमें अकल्पनीय रूप से छोटा आयतन, अनंत तापमान,  और अनंत घनत्व।

(ii) बिग बैंग के समय “छोटी गेंद” हिंसक रूप से फट गई। इससे एक विशाल ब्रह्मांड का विस्तार हुआ। अब यह आम तौर पर स्वीकार किया जाता है कि बिग बैंग की घटना वर्तमान से 13.8 अरब (billion) वर्ष पहले हुई थी। यह विस्तार आज भी जारी है। जैसे-जैसे यह बढ़ता गया, कुछ ऊर्जा पदार्थ में परिवर्तित हो गई। धमाके के बाद एक सेकंड के अंशों के भीतर विशेष रूप से तेज़ विस्तार हुआ। उसके बाद, विस्तार धीमा हो गया। बिग बैंग घटना के पहले तीन मिनट के भीतर, पहला परमाणु बनना शुरू हो गया। 

(iii) बिग बैंग से 3,00,000 वर्षों के भीतर, तापमान 4,500 K (केल्विन) तक गिर गया और परमाणु पदार्थ का निर्माण हुआ। ब्रह्मांड पारदर्शी (Transparent) हो गया। 

ब्रह्मांड के विस्तार का अर्थ है आकाशगंगाओं के बीच अंतरिक्ष में वृद्धि। इसका एक विकल्प हॉयल की स्थिर अवस्था की अवधारणा थी। इसने ब्रह्मांड को लगभग एक जैसा ही माना किसी भी समय। हालाँकि, विस्तारित ब्रह्मांड के बारे में अधिक प्रमाण उपलब्ध होने के साथ, वैज्ञानिक समुदाय वर्तमान में विस्तारित ब्रह्मांड के तर्क (Logic) का समर्थन करता है। 

 पदार्थ और ऊर्जा का वितरण प्रारंभिक ब्रह्मांड में भी नहीं था। इन प्रारंभिक घनत्व अंतरों ने गुरुत्वाकर्षण बलों में अंतर को जन्म दिया और इसके कारण पदार्थ एक साथ खिंचने लगे। ये आकाशगंगाओं के विकास के आधार बने। एक आकाशगंगा में बड़ी संख्या में तारे होते हैं। आकाशगंगाएँ विशाल दूरियों में फैली होती हैं जिन्हें हजारों प्रकाश-वर्ष में मापा जाता है। अलग-अलग आकाशगंगाओं का व्यास 80,000-150,000 प्रकाश वर्ष तक होता है। एक आकाशगंगा का निर्माण हाइड्रोजन गैस के संचयन से शुरू होता है जो एक बहुत बड़े बादल के रूप में होता है जिसे नेबुला कहा जाता है। अंततः, बढ़ते हुए नेबुला गैस के स्थानीय समूहों का निर्माण करते हैं। ये गुच्छे लगातार बढ़ते रहते हैं और भी सघन गैसीय पिंडों में, जिससे तारों का निर्माण होता है। ऐसा माना जाता है कि तारों का निर्माण लगभग 5-6 अरब वर्ष पहले हुआ था।

ग्रहों का निर्माण

ग्रहों के विकास में निम्नलिखित चरण माने जाते हैं:

1. तारे एक नीहारिका के भीतर गैस के स्थानीयकृत पिंड होते हैं। पिंडों के भीतर गुरुत्वाकर्षण बल गैस बादल के एक केंद्रक के निर्माण की ओर ले जाता है और गैस केंद्रक के चारों ओर गैस और धूल की एक विशाल घूर्णनशील डिस्क विकसित होती है।
2. (ii)अगले चरण में, गैस का बादल संघनित होने लगता है और कोर के आसपास का पदार्थ छोटे-गोलाकार पिंडों में विकसित हो जाता है। ये छोटे-गोलाकार पिंड संसंजक प्रक्रिया( Cohesive force) द्वारा विकसित होकर ग्रहों के छोटे पिंडों में बदल जाते हैं। टक्कर से बड़े पिंड बनने लगते हैं, और गुरुत्वाकर्षण आकर्षण के कारण ये पदार्थ आपस में चिपक जाते हैं। 
3. पृथ्वी का विकास

क्या आप जानते हैं कि पृथ्वी ग्रह शुरू में एक बंजर, चट्टानी और गर्म पिंड था, जिसमें हाइड्रोजन और हीलियम का एक पतला वायुमंडल था। यह पृथ्वी की वर्तमान तस्वीर से बिल्कुल अलग है। इसलिए, कुछ घटनाएँ-प्रक्रियाएँ हुई होंगी, जिनके कारण यह परिवर्तन हुआ होगा

चट्टानी, बंजर और गर्म पृथ्वी से एक सुंदर ग्रह में, जहाँ पर्याप्त मात्रा में पानी और जीवन के अस्तित्व के लिए अनुकूल वातावरण मौजूद है। निम्नलिखित भाग में, आप जानेंगे कि कैसे 4600 मिलियन वर्ष और वर्तमान के बीच की अवधि ने ग्रह की सतह पर जीवन के विकास को जन्म दिया। पृथ्वी की एक स्तरित संरचना है। वायुमंडल के सबसे बाहरी छोर से पृथ्वी के केंद्र तक, मौजूद पदार्थ एकसमान नहीं है। वायुमंडलीय पदार्थ का घनत्व सबसे कम होता है। सतह से लेकर गहराई तक, पृथ्वी के आंतरिक भाग में अलग-अलग क्षेत्र हैं और इनमें से प्रत्येक में अलग-अलग विशेषताओं वाले पदार्थ मौजूद हैं।

स्थलमंडल का विकास 

पृथ्वी अपनी प्रारंभिक अवस्था में अधिकांशतः अस्थिर अवस्था में थी। घनत्व में क्रमिक वृद्धि (gradual increase) के कारण इसके अंदर का तापमान बढ़ गया। परिणामस्वरूप, अंदर का पदार्थ अपने घनत्व के आधार पर अलग होने लगा। इससे भारी पदार्थ  जैसे लोहा,  पृथ्वी के केंद्र की ओर धँस गया और हल्के वाले सतह की ओर बढ़ गए। समय के साथ यह और ठंडा हुआ और ठोस होकर संघनित होकर छोटे आकार में परिवर्तित हो गया। इसके परिणामस्वरूप बाद में बाहरी सतह का विकास भूपर्पटी के रूप में हुआ। विभेदन (differentiation) की प्रक्रिया के माध्यम से ही पृथ्वी को बनाने वाला पदार्थ विभिन्न परतों में विभाजित हो गया। सतह से लेकर मध्य भागों तक, भूपर्पटी, मेंटल, बाहरी कोर और आंतरिक कोर जैसी परतें हैं। भूपर्पटी से कोर तक, पदार्थ का घनत्व बढ़ता जाता है।

 वायुमंडल का विकास

पृथ्वी के वायुमंडल की वर्तमान संरचना मुख्यतः नाइट्रोजन और ऑक्सीजन द्वारा निर्मित है।

वर्तमान वायुमंडल के विकास में तीन चरण हैं।

१- पहला चरण आदिम(Primitive) वायुमंडल के क्षय से चिह्नित है।

२- दूसरे चरण में, पृथ्वी के गर्म आंतरिक भाग ने वायुमंडल के विकास में योगदान दिया।अंततः, वायुमंडल की संरचना जीव जगत द्वारा प्रकाश संश्लेषण (Photosynthesis) की प्रक्रिया के माध्यम से संशोधित की गई।

३- तीसरे चरण में, पृथ्वी के गर्म आंतरिक भाग ने वायुमंडल के विकास में योगदान दिया। ऐसा माना जाता है कि हाइड्रोजन और हीलियम युक्त प्रारंभिक वायुमंडल, सौर हवाओं (Solar Winds) के परिणामस्वरूप नष्ट हो गया था। ऐसा न केवल पृथ्वी के मामले में हुआ, बल्कि सभी स्थलीय ग्रहों के मामले में भी हुआ, जिनके बारे में माना जाता था कि उन्होंने सौर हवाओं के प्रभाव से अपना आदिम वायुमंडल खो दिया था। पृथ्वी के ठंडा होने के दौरान, ठोस पृथ्वी के आंतरिक भाग से गैसें और जलवाष्प निकलीं। इससे वर्तमान वायुमंडल का विकास शुरू हुआ।

जलमंडल का विकास

प्रारंभिक वायुमंडल में अधिकांशतः जलवाष्प, नाइट्रोजन, कार्बन डाइऑक्साइड, मीथेन, अमोनिया और बहुत कम मुक्त ऑक्सीजन थी। जिस प्रक्रिया के माध्यम से गैसें आंतरिक भाग से बाहर निकलती थीं, उसे डिगैसिंग (Degassing) कहा जाता है। निरंतर ज्वालामुखी विस्फोटों ने जलवाष्प और गैसों का योगदान दिया। जैसे-जैसे पृथ्वी ठंडी होती गई, निकली जलवाष्प संघनित (Condensation) होने लगी। वायुमंडल में कार्बन डाइऑक्साइड वर्षा के पानी में घुल गई और तापमान और कम हो गया जिससे संघनन और अधिक बारिश हुई। 

सतह पर गिरने वाला वर्षा का पानी गड्ढों में इकट्ठा हो गया जिससे महासागरों का निर्माण हुआ। पृथ्वी के महासागर पृथ्वी के निर्माण के 50 करोड़ वर्षों के भीतर बने थे। इससे हमें पता चलता है कि महासागर 40 करोड़ वर्ष पुराने हैं। लगभग 38 करोड़ वर्ष पहले, जीवन का विकास शुरू हुआ। हालाँकि, वर्तमान से लगभग 25-30 करोड़ वर्ष पहले, प्रकाश संश्लेषण (Photosynthesis) की प्रक्रिया विकसित हुई। जीवन लंबे समय तक महासागरों तक ही सीमित रहा। प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया के माध्यम से महासागरों को ऑक्सीजन मिलने लगी। अंततः, महासागर ऑक्सीजन से संतृप्त (Saturate) हो गए, और 20 करोड़ वर्ष पहले, ऑक्सीजन वायुमंडल में फैलने लगी।

जीवन की उत्पत्ति

पृथ्वी के विकास का अंतिम चरण जीवन की उत्पत्ति और विकास से संबंधित है। यह निस्संदेह स्पष्ट है कि प्रारंभ में पृथ्वी या यहाँ तक कि पृथ्वी का वायुमंडल जीवन के विकास के लिए अनुकूल नहीं था। आधुनिक वैज्ञानिक जीवन की उत्पत्ति को एक प्रकार की रासायनिक प्रतिक्रिया के रूप में संदर्भित करते हैं, जिसने पहले जटिल (Complex) कार्बनिक अणुओं को उत्पन्न किया और उन्हें संयोजित किया। यह संयोजन ऐसा था कि वे स्वयं की प्रतिलिपि बनाकर निर्जीव पदार्थ को जीवित पदार्थ में परिवर्तित कर सकते थे। इस ग्रह पर विभिन्न काल खंडों में मौजूद जीवन का अभिलेख जीवाश्मों के रूप में चट्टानों में पाया जाता है। नीले शैवाल के वर्तमान स्वरूप से निकटता से संबंधित सूक्ष्म संरचनाएँ लगभग 3000 मिलियन वर्ष से भी अधिक पुरानी भूवैज्ञानिक संरचनाओं में पाई गई हैं। यह माना जा सकता है कि जीवन का विकास लगभग 3800 मिलियन वर्ष पहले शुरू हुआ था।