आपल्या अंगठीतलेसोने आले कुठून?

डॉ. अश्विनी पुंडलिक

आजकाल सोने महाग तर झाले आहेच, पण सध्या मा पंतप्रधानांनी परकीय चलन वाचविण्यासाठी नागरिकांनी वर्षभर सोनेखरेदी टाळावी असे आवाहन केल्याने सोन्यावर बरीच चर्चा सुरु झाली आहे. न गंजणाऱ्या , काळपट न पडणाऱ्या, चकाकणाऱ्या या पिवळ्या धातूचे आकर्षण मानवाला बऱ्याच प्राचीन काळापासून आहे. भारतात सिंधू संस्कृतीच्या अवशिष्ट शहरांमध्ये काही ठिकाणी सुवर्णालंकार तर काही ठिकाणी सोने वितळवण्यासाठीच्या भट्ट्याही सापडल्याने भारतीयांचे सोन्याचे आकर्षण पाच-सहा हजार वर्षांपासूनचे तरी असावे असा अंदाज बांधता येतो. पण हे सोने येते कोठून? सोन्याच्या खाणी कशा निर्माण होतात? याचा विचार केला तर भूशास्त्राची एक मोठी रंजक कहाणी उलगडत जाते.

---

सोन्याची घनता ही १९.३२ ग्रॅम/घन सेंमी एवढी आहे. याचा सोपा अर्थ असा की एक घन सेंमीचा (१x १x १ सेंमी) सोन्याचा भरीव ठोकळा हा १९.३२ ग्रॅम एवढ्या वजनाचा असतो- तुलनाच करायची झाल्यास एक घनसेमी लोखंडाचा तुकडा हा ७.८७४ ग्रॅम एवढाच असतो आणि चांदीचा असा ठोकळा हा १०.४९ग्रॅमचा असतो. याचाच अर्थ असा की सोन्यासारखा जड धातू वि श्वात तयार होण्यासाठी विलक्षण ऊर्जेची गरज असते. ही ऊर्जा येते कोठून? सूर्यासारख्या ताऱ्यांमध्ये अणुसंमीलन (nuclear fusion) ही प्रक्रिया सतत सुरु असते. दोन हायड्रोजन अणू एकत्र येऊन एक हेलियम अणू तयार करण्याची ही प्रक्रिया प्रचंड प्रमाणात ऊर्जा निर्माण करते. ही प्रक्रिया म्हणजे ताऱ्याचे इंधन असे समजता येईल. जेव्हा हे इंधन संपुष्टात येऊ लागते तेव्हा ऊर्जानिर्मितीसाठी तारा अधिकाधिक जड मूलद्रव्ये निर्माण करू लागतो. कार्बनपासून निऑन, निऑनपासून ऑक्सिजन, ऑक्सिजनपासून सिलिकॉन, असे होता होता अखेरीस सिलिकॉनपासून लोह निर्मा ण होऊ लागते आणि ही लोह निर्माण होण्याची प्रक्रिया ऊर्जा निर्माण करण्याऐवजी ऊर्जा शोषून घेऊ लागते. प्रचंड प्रमाणात लोह निर्माण झाल्याने ताऱ्याचे वातावरण आत खेचले जाऊ लागते आणि या क्रियेच्या प्रतिक्रियेमुळे ताऱ्याचा स्फोट होतो, म्हणजेच ही स्थिती आली की ताऱ्याचा मृत्यू होतो. म्हणजेच लोहापेक्षा जड मूलद्रव्ये तारा निर्माण करू शकत नाही, त्याला बरीच जास्त ऊर्जा लागते. अशी प्रचंड ऊर्जा ताऱ्याचा स्फोट झाल्यावर निर्माण होते, आणि अशा स्फोटात लोहाच्या अणुकें द्रकांवर न्यूट्रॉन्सचा भडीमार होतो. या भडिमारातले काही न्यूट्रॉन प्रोटॉन्समध्ये परावर्तित होतात आणि अणुकेंद्रकात २६ प्रोटॉन असलेले लोह अणू विलक्षण वेगाने ७९ प्रोटॉन असलेल्या सुवर्णात परावर्तित होतात. दोन न्यूट्रॉन तारे एकमेकांवर आदळूनही अशी प्रक्रिया घडू शकते, आणि या प्रक्रियेला “रॅपिड न्यूट्रॉन कॅप्चर” किंवा r-process म्हणतात. चांदी, सोने, प्लॅटिनम, युरेनियम असे जड अणू याच प्रक्रियेने तयार होतात. सूर्यापेक्षा आठपट वस्तुमान असलेल्या ताऱ्यांचा स्फोट होऊन एका आकाशगंगेत आपल्या चंद्राएवढ्या वजनाचे सोने निर्माण होऊ शकते, तर न्यूट्रॉन ताऱ्यांची टक्कर हा तसा दुर्मिळ योग असल्याने त्यातून निर्माण होणारे सोने अति प्रचंड प्रमाणात (गुरूच्या वस्तुमानाएवढे!) असले, तरी ते परत परत निर्माण होऊ शकत नाही. आपली सूर्यमाला आणि पर्यायाने पृथ्वी ही अशाच एका ताऱ्याच्या स्फोटात निर्माण झालेल्या तेजोमेघ किंवा अभ्रिकेतून निर्माण झाली असल्याने या स्फोटात निर्माण झालेल्या थोड्याशा सोन्यापैकी काही थोडेसे सोने पृथ्वीत सामावले गेले. सुरुवातीला पृथ्वी हा वितळलेल्या खडकांचा वेगाने फिरणारा गोळा असल्याने हळूहळू सारी जड मूलद्रव्ये पृथ्वीच्या केंद्रात सामावली गेली आणि तुलनेने हलकी मूलद्रव्ये- जसे सिलिकॉन, ऍल्युमिनियम हे पृथ्वीच्या पृष्ठभागावर राहिले.

म्हणजे सोन्यासारखी जड मूलद्रव्येही पृथ्वीच्या केंद्रात गडप झाली का?

याचे उत्तर होय असे आहे. रासायनिकदृष्ट्या सिलिका असलेल्या खडक आणि खनिजांपेक्षा सोन्याच्या अणूंना लोह आणि निकेलच्या अणूंबद्दल विशेष 'प्रेम' आहे- त्यामुळे सोन्याला सीडेरोफाईल (लोहप्रिय) म्हणतात. म्हणजेच पृथ्वीचे केंद्र तयार होत असताना पृथ्वीतील जवळजवळ ९९% सोने त्यातील लोहासोबत गडप होऊन गेले. जे सोने केंद्रापर्यंत ‘बुडू’ शकले नाही, ते पृथ्वीच्या पृष्ठभागात, त्याखालील शिलारसात अडकून पडले. याकाळात पृथ्वीवर अशनी आणि धूमकेतूंचा मारा होत असल्याने त्यांनी ‘बाहेरून’ आणलेले सोनेही पृथ्वीच्या पृष्ठभागात सामावले गेले- हेच सोने आज आपण खाणींतून उकरून काढून अंगाखांद्यावर मिरवतो! सुरुवातीपासून आजवर माणसाने दोन लाख टनांपेक्षा थोडेसे अधिक सोने खाणींतून खणून काढले आहे, त्यातीलही दोन तृतीयांश सोने हे १९५० नंतर काढलेले आहे. याशिवाय अंदाजे पन्नास हजार टन सोने सध्याच्या काळात खाणींतून उपलब्ध होऊ शकते. पण हे सोने म्हणजे पृथ्वीच्या केंद्रभागी असलेल्या सोन्याचा केवळ एक टक्का आहे, पण हे केंद्रभागातील सोने मानवासाठी साहजिकच कायमचे अप्राप्य आहे!

पण हे सोने खाणींमध्ये कसे येते? ते खडकांत कसे सामावले जाते? या दोन प्रश्नांची उत्तरे आता आपण पाहू. पृथ्वीचा पृष्ठभाग हा तुकड्यातुकड्यांनी बनलेला आहे, आणि या तुकड्यांना टेक्टॉनिक प्लेट्स म्हणतात हे आपण सारे जाणतोच. या टेक्टॉनिक प्लेट्स अत्यंत अस्थिर असल्याने त्या सतत गतिमान असतात आणि यापैकी काही प्लेट्स एकमेकांवर आदळतात, काही एकमेकांपासून दूर ढकलल्या जातात तर काही एकमेकांना घसटून पुढेमागे होतात. या टेक्टॉनिक प्लेट्सचे दोन मुख्य प्रकार आहेत. तुलनेने हलक्या, ग्रॅनाईट आणि तत्सम खडकांनी बनलेल्या, तीसेक किलोमीटर जाडीच्या प्लेट्स म्हणजे खंडीय (कॉन्टिनेन्टल) प्लेट्स आणि बसाल्ट आणि तत्सम जड खडकांनी बनलेल्या, सुमारे दहा किलोमीटर जाडीच्या सागरीय प्लेट्स. जेव्हा दोन टेक्टॉनिक प्लेट्स एकमेकांवर आदळतात त्या प्रक्रियेला गिरीजनन (orogeny) असे म्हणतात.

दोन खंडीय प्लेट्स एकमेकींवर आदळून हिमालय अथवा आल्प्ससारखे पर्वत निर्माण होतात, एक खंडीय आणि एक सागरी प्लेट एकमेकींवर आदळून अँडीजसारखे पर्वत निर्माण होतात तर दोन सागरी प्लेट्स एकमेकींवर आदळून जपान, इंडोनेशियासारख्या ज्वालामुखी पर्वतशृंखला निर्माण होतात. अशा पर्वतांची निर्मिती होत असताना प्रचंड दबाव निर्माण होतो, खडकांचे तापमान मोठ्या प्रमाणावर वाढते आणि यामुळे खडकांमधून अतिशय उष्ण प्रवाही द्रव्ये सोडली जातात- यांत पाण्याची वाफ, कार्बनडायऑक्साईड हे प्रामुख्याने असतात. अशी अति उष्ण द्रव्ये सोन्याचे कण सोबत घेऊन येतात आणि काही विशिष्ट खडकांच्या भेगांत, फॉल्टमध्ये, खडकांना पडलेल्या घड्यांमध्ये सिलिका (स्फटिक किंवा क्वार्ट्झ ) सोबत ते एकवटू लागतात. अशी प्रक्रिया सतत होत असल्याने सोने अशा खडकांत जमा होत राहते. भारतातील प्रसिद्ध कोलार, हट्टी येथील सोन्याच्या खाणींत, रूपांतरित ‘शिस्ट ’ प्रकारच्या खडकांत, क्वार्ट्झच्या स्फटिकांसोबत सोने सापडते ते अशा पद्धतीने निर्माण झालेले आहे. अशा प्रकारच्या सोन्याच्या साठ्यांना गिरिजननीय (orogenic) सुवर्णसाठे म्हणतात. हिमालयासारख्या तुलनेने तरुण पर्वतराजींमध्येही ही प्रक्रिया चालू असावी अशी शक्यता आहे- अर्थात ही प्रक्रिया पूर्णतेस पोहोचण्यास लक्षा वधी वर्षे लागतात हेही लक्षा त घेणे आवश्यक आहे. अशा साठ्यांमध्ये सोने असते तरी किती? एक टन खडकांत साधारणतः एक ते दहा ग्रॅम एवढे सोने सापडू शकते. अपवादात्मकरित्या हा आकडा १०० ग्रॅम किंवा अधिकही असू शकतो, पण तो अपवादच. आर्थिकदृष्ट्या महत्त्वाची खाण मानली जाण्यासाठी एक टन खडकात काही ग्रॅम सोने असणे पुरेसे ठरू शकते. काही सोन्याचे साठे ज्वालामुखीजन्यही असतात. पृथ्वीच्या पोटातील शिलारस वरच्या दिशेने सरकत असताना त्यातील अति उष्ण द्रव्ये आजूबाजूच्या खडकांत इंजेक्शन दिल्याप्रमाणे सोडली जातात आणि अशा ‘इंजेक्शन’ मधून सोन्याचे कण खडकांत एकवटले जातात. असे सोन्याचे- तांब्याचे साठे क्रियाशील ज्वालामुखींसोबत संलग्न असतात.

अनेकदा सोने असलेल्या खडकांची झीज होऊन सोन्याचे कण पाण्यासोबत वाहून जातात आणि सोने जड असल्याने ते एका विवक्षित जागी, पाण्याचा वेग कमी होईल तेथे ते साचत राहतात. अशा सोन्याच्या साठ्याला ‘प्लेसर’ असे नाव आहे. हे सुवर्णकण सामान्यतः बारीक धुलि कण (gold dust) किंवा लहान ‘नगेट्स’ च्या रूपात असते आणि हे नदीच्या काठावर किंवा वाळूतून चाळणीच्या साहाय्याने (panning) शोधले जातात. भारतामध्ये सुवर्णरेखा नदी या प्रकारच्या सोन्यासाठी प्रसिद्ध आहे. तसेच, अनेक ठिकाणी हिमालयीन नद्यांच्या पात्रातून असे सोने काढले जाते.

म्हणजे काय, तर आपल्या हातात घातलेल्या अंगठीमधील सोने पाहिले, तर आपण काही गोष्टींचा विचार निश्चितच करू शकतो. एक म्हणजे हे सोने साधारणतः एक टन खडक खाणीतून खोदून काढून, त्यांवर प्रक्रिया करून आपल्यापर्यंत पोहोचले आहे, आणि हे सोने लक्षा वधी वर्षांपूर्वी भूपृष्ठाच्या हालचालींमुळे काही विशिष्ट खडकांतच एकवटले गेले आहे. दुसरे म्हणजे हे सोने म्हणजे पृथ्वीच्या केंद्रात गडप न झालेले नगण्य सोने आहे, आणि तिसरे म्हणजे हे सोने अति पुरातन काळी, अब्जावधी वर्षांपूर्वी एका ताऱ्याच्या स्फोटात निर्माण झालेले आहे. आपली अर्थव्यवस्था, चलन, श्रीमंती हे सर्व मोजण्यासाठी असा धातू वापरणे हे एका परीने काव्यात्मक आहे आणि एका परीने मनोरंजक.

(लेखक हे सेंट झेवियर महाविद्यालय मुंबई येथे भूगर्भ शास्त्राचे प्राध्यापक आहेत.)