प्रवाल भित्तियों की उत्पत्ति के तरीके को समझाने के लिए, प्लीस्टोसीन काल के समुद्र तल में उतार-चढ़ाव और संबंधित भूमि की स्थिरता को ध्यान में रखते हुए, विभिन्न सिद्धांत प्रस्तुत किए गए हैं। बाद वाला तथ्य तीन स्थितियों का विश्लेषण करता है—एक धँसता हुआ द्वीप, एक स्थिर द्वीप, और भित्तियों के साथ एक उभरती हुई भूमि।
तीन प्रकार की भित्तियों में से, फ्रिंजिंग रीफ शायद सबसे सरल और समझने में सबसे आसान है। अतीत में, प्रवाल 30 फ़ैदम (लगभग 50 मीटर) की गहराई में, उपयुक्त पनडुब्बी संरचनाओं के साथ, खुद को स्थापित करते थे। हालाँकि, जब भित्ति निम्न ज्वार स्तर पर पहुँचती थी, तो ऊपर की ओर वृद्धि रुक जाती थी क्योंकि प्रवाल पॉलीप्स वायुमंडल में लंबे समय तक नहीं रह सकते थे, लेकिन समुद्र की ओर बाहरी वृद्धि जारी रही।
लहरों द्वारा अपरदित पदार्थ परिणामस्वरूप इसकी सतह पर जमा हो गया। अन्य दो भित्तियों, बैरियर और एटोल, की उत्पत्ति की व्याख्या करना इतना आसान नहीं है। इसलिए, उनकी उत्पत्ति के बारे में अलग-अलग मत हैं।
रीफ निर्माण के सभी सिद्धांतों को मोटे तौर पर दो समूहों में वर्गीकृत किया जा सकता है:
अवतलन सिद्धांत
गैर-अवसादन सिद्धांत
डार्विन का अवतलन सिद्धांत
यह सिद्धांत चार्ल्स डार्विन द्वारा 1837 में प्रस्तुत किया गया था और 1842 में बीगल पर उनकी यात्रा के दौरान इसमें संशोधन किया गया था, जब उन्हें यह स्पष्ट हो गया था कि प्रवाल पॉलिप्स केवल उथले पानी में ही विकसित हो सकते हैं।
डार्विन का मानना है कि एक उपयुक्त मंच पर, प्रवाल पॉलीप्स एक साथ झुंड बनाकर निचले जल स्तर की ओर ऊपर की ओर बढ़े। इस स्थिर स्थिति में, परिणामी रीफ एक फ्रिंजिंग रीफ होगी। लेकिन, साथ ही, डार्विन का मानना है कि, प्रवाल सागरों में समुद्रतल और उभरी हुई भूमि डूबने लगी, और जीवित प्रवाल गहरे पानी में पहुँच गए। इसलिए, ऊपर और बाहर की ओर बढ़ने की उनकी इच्छा भूमि के धंसने से संतुलित हो गई होगी।
इसके परिणामस्वरूप, डार्विन ने यह प्रतिपादित किया कि फ्रिंजिंग रीफ, बैरियर रीफ और एटोल, रीफ के विकासात्मक विकास के केवल तीन चरण हैं (चित्र 3.16)। जैसे-जैसे भूमि धंसती जाती है, फ्रिंजिंग रीफ ऊपर और बाहर की ओर बढ़ती जाती है, जिसके परिणामस्वरूप एक उथली लैगून का निर्माण होता है।
आगे का धंसाव इसे एक विस्तृत और अपेक्षाकृत गहरे लैगून वाली अवरोधक चट्टान में बदल देगा। चट्टान की चौड़ाई तेज़ी से बाहर की ओर बढ़ने और उसके साथ प्रवाल मलबे के जमाव के कारण बढ़ जाती है। जलमग्नता के अंतिम चरण (हज़ारों फीट के बराबर) के परिणामस्वरूप भूमि आंशिक या पूर्ण रूप से लुप्त हो जाती है और लैगून को घेरने वाली एक प्रवाल वलय का अस्तित्व बन जाता है।
निरंतर धंसाव के बावजूद, डार्विन का मानना है कि लैगून का उथलापन आस-पास की धंसती हुई भूमि से तलछट के जमाव के कारण होगा। इसलिए, लैगून हमेशा समतल और उथला रहता है।
यह सिद्धांत, हालांकि अपनी प्रस्तुति में सरल है, इसका तात्पर्य यह है कि अवरोधक चट्टान और एटोल केवल जलमग्न क्षेत्रों में ही हो सकते हैं, और प्रवाल पदार्थ की ऊर्ध्वाधर मोटाई की बड़ी मात्रा मुख्य रूप से भूमि के धंसने और इसके परिणामस्वरूप प्रवाल पॉलिप्स की ऊपर की ओर वृद्धि के कारण होती है।
सिद्धांत के समर्थन में साक्ष्य:
प्रवाल क्षेत्रों में अवतलन के अनेक प्रमाण मौजूद हैं। उदाहरण के लिए, इंडोनेशिया के पूर्व में जलमग्न घाटियाँ और क्वींसलैंड के तटीय क्षेत्र। यदि अवतलन न होता, तो प्रवाल भित्तियों के अपरदन से उत्पन्न तलछट लैगून में भर जाती और प्रवालों की मृत्यु का कारण बनती।
अपरदन से उत्पन्न पदार्थ लगातार धँसते हुए लैगून तल पर जमा होता रहता है। इसीलिए लैगून उथले होते हैं। फुनाफुटी द्वीप के एटोल में 340 मीटर की गहराई तक किए गए एक प्रायोगिक बोरिंग के दौरान, इस गहराई पर मृत प्रवाल पाए गए।
इस गहराई पर प्रवालों के अस्तित्व की व्याख्या केवल अवतलन ही कर सकता है क्योंकि सामान्यतः प्रवाल 100 मीटर से नीचे नहीं उग सकते। इसके अलावा, इन मृत प्रवालों ने उनके ‘डोलोमाइटाइज़्ड’ होने के प्रमाण भी दिखाए, जो केवल उथले पानी में ही संभव है। ये सभी प्रमाण अवतलन सिद्धांत को सिद्ध करते हैं।
अवतलन सिद्धांत के विरुद्ध साक्ष्य:
अगासीज़ और सेम्पर जैसे कई वैज्ञानिकों ने तर्क दिया है कि प्रवाल उन जगहों पर विकसित हुए हैं जहाँ धंसाव का कोई प्रमाण नहीं है। तिमोर ऐसा ही एक क्षेत्र है। इसी तरह, 40 से 45 मीटर गहरे और कई किलोमीटर चौड़े लैगून को धंसाव के आधार पर नहीं समझाया जा सकता।
साथ ही, यह प्रश्न भी उठता है कि उष्णकटिबंधीय और उपोष्णकटिबंधीय क्षेत्रों में एक समान अवतलन क्यों है, जबकि अन्य क्षेत्रों में ऐसा नहीं है। क्यूएनॉन ने कुछ ऐसे क्षेत्रों का वर्णन किया है जहाँ फ्रिंजिंग और बैरियर रीफ एक-दूसरे के निकट पाए जाते हैं।
यदि अवतलन एक सतत प्रक्रिया रही है तो यह संभव नहीं है। अंततः, यदि यह मान लिया जाए कि प्रवाल द्वीप अवतलन का परिणाम हैं, तो हमें प्रशांत महासागर में एक विशाल क्षेत्र के अस्तित्व की कल्पना करनी होगी जो डूब गया है और प्रवाल द्वीपों के रूप में पीछे रह गए हैं। प्राचीन काल में प्रशांत महासागर में इतने विशाल भू-भाग के अस्तित्व का कोई प्रमाण नहीं है।
मरे का स्थिर सिद्धांत
जॉन मरे पनडुब्बी प्लेटफार्मों के धंसने के कारण प्रवाल निर्माण के विचार के विरुद्ध थे। उनके अनुसार, किसी भी पनडुब्बी प्लेटफार्म को अपरदन द्वारा नीचे गिराया जा सकता है या निक्षेपण द्वारा तब तक बनाया जा सकता है जब तक कि वह प्रवालों के विकास के लिए उपयुक्त ऊँचाई पर न पहुँच जाए।
फिर इस प्लेटफ़ॉर्म पर कोरल बढ़ने लगेंगे जिससे एक फ्रिंजिंग रीफ़ का निर्माण होगा। रीफ़ के बाहरी किनारे पर बढ़ती वृद्धि के कारण, यह एक बैरियर रीफ़ में बदल जाएगी। पनडुब्बी प्लेटफ़ॉर्म के शीर्ष पर सभी दिशाओं में कोरल के बाहरी विकास के कारण एटोल बनते हैं। एटोल के लैगून वाले हिस्से में मृत कोरल पाए जाते हैं जो घुलकर लैगून को और गहरा कर देते हैं और दूसरी तरफ, हमें जीवित कोरल मिलेंगे।
उन्होंने तर्क दिया कि या तो समुद्र तल से ऊपर उठने वाली ज्वालामुखी पहाड़ियों के कटाव से या समुद्र तल से नीचे स्थित पहाड़ियों पर तलछट के जमाव से, पर्याप्त संख्या में उथले पनडुब्बी प्लेटफार्मों का निर्माण संभव हो सकता है, जिन पर चट्टान बनाने वाले प्रवाल विकसित हो सकते हैं।
उन्होंने 30 फैदम गहराई से नीचे प्रवालों के अस्तित्व को समझाते हुए कहा कि इस गहराई से ऊपर जीवित प्रवालों द्वारा चट्टान का निर्माण होगा, जबकि इससे अधिक गहराई पर ज्यादातर प्रवाल मलबा पाया जाएगा जो समुद्री जल से चिपक जाएगा।
उनके सिद्धांत की निम्नलिखित कारणों से आलोचना की गई है:
हर जगह पनडुब्बी प्लेटफार्मों का अस्तित्व संदिग्ध है।
विलयन द्वारा लैगून निर्माण को स्वीकार करना कठिन है, क्योंकि समुद्री जल एक अच्छा विलायक नहीं है।
चट्टानें 30 फ़ैदम की गहराई से नीचे पाई जाती हैं।
यह धारणा कि 30 फैदम की गहराई पर अपरदन और निक्षेपण दोनों सक्रिय हैं, तर्कसंगत नहीं लगती।
डेली का हिमनद नियंत्रण सिद्धांत
डेली, हवाई की प्रवाल भित्तियों का अध्ययन करते हुए, दो बातों से बहुत प्रभावित हुए। उन्होंने देखा कि भित्तियाँ बहुत संकरी थीं और उन पर हिमनदों के निशान थे। उन्हें लगा कि भित्तियों की वृद्धि और तापमान के बीच गहरा संबंध होना चाहिए।
डेली की परिकल्पना के अनुसार, पिछले हिमयुग में तापमान में गिरावट के कारण एक बर्फ की चादर बन गई थी। इससे बर्फ की चादर के भार के बराबर पानी का निष्कासन हुआ। इस निष्कासन से समुद्र का स्तर 125-150 मीटर तक कम हो गया।
हिमयुग से पहले मौजूद प्रवालों को इस युग में तापमान में गिरावट का सामना करना पड़ा और समुद्र तल के गिरने पर वे हवा के संपर्क में भी आए। परिणामस्वरूप, प्रवाल नष्ट हो गए और प्रवाल भित्तियाँ तथा एटोल उस काल में समुद्र के गिरते स्तर के कारण समुद्री कटाव के कारण नष्ट हो गए।
जब हिमयुग समाप्त हुआ, तो तापमान बढ़ने लगा और बर्फ की चादर पिघल गई। पानी वापस समुद्र में चला गया, जिससे पानी ऊपर उठने लगा। तापमान और समुद्र तल में वृद्धि के कारण, समुद्री कटाव के कारण नीचे गिरे प्लेटफार्मों पर फिर से मूंगे उगने लगे।
जैसे-जैसे समुद्र का स्तर बढ़ता गया, प्रवाल बस्तियाँ भी बढ़ती गईं। प्लेटफार्मों की परिधि पर प्रवाल बस्तियाँ ज़्यादा विकसित हुईं क्योंकि वहाँ भोजन और अन्य सुविधाएँ कहीं और की तुलना में बेहतर उपलब्ध थीं।
इसलिए, प्रवाल भित्तियों का आकार जलमग्न प्लेटफार्मों के किनारों जैसा हो गया। पूर्वी ऑस्ट्रेलिया के तट पर स्थित महाद्वीपीय शेल्फ पर एक लंबी प्रवाल भित्ति विकसित हुई। जलमग्न पठारी चोटियों पर प्रवाल भित्तियाँ और एटोल विकसित हुए। हिमयुग के बाद, प्लेटफार्मों की सतह पर किसी भी अंतर्जात बलों का प्रभाव नहीं पड़ा और पृथ्वी की पपड़ी स्थिर रही।
डेली की परिकल्पना के समर्थन में साक्ष्य:
फुनाफुटी एटोल पर किए गए प्रायोगिक बोरिंग डेली की परिकल्पना के समर्थन में साक्ष्य प्रदान करते हैं। इसके अलावा, हिमयुग में, समुद्री कटाव के कारण सभी प्लेटफार्म समुद्र तल तक कट गए थे। इसलिए, इन प्लेटफार्मों और अवरोधक भित्तियों और प्रवाल एटोल वाले लैगून की गहराई लगभग बराबर थी।
अध्ययन से पता चलता है कि सभी स्थानों पर प्लेटफार्मों और लैगून की गहराई समान है। इस परिकल्पना की सबसे बड़ी खूबी यह है कि इसके लिए पृथ्वी की पपड़ी के धंसने की आवश्यकता नहीं है, जैसा कि डार्विन की परिकल्पना के मामले में है। अंत में, समुद्री लहरें और धाराएँ आसानी से द्वीपों को काटकर उन्हें निम्न प्लेटफार्मों में बदल सकती थीं।
डेली की परिकल्पना के विरुद्ध साक्ष्य:
कुछ प्लेटफार्म इतने लंबे और चौड़े हैं कि उनके निर्माण को केवल समुद्री अपरदन का परिणाम नहीं माना जा सकता। ऐसा ही एक प्लेटफार्म है नाज़रेथ प्लेटफार्म—350 किलोमीटर लंबा और 100 किलोमीटर चौड़ा। यह हर जगह लगभग 600 मीटर ऊँचा है।
इसके अलावा, डेली 100 मीटर की गहराई पर प्रवाल बस्तियों के अस्तित्व की व्याख्या नहीं कर सके। कुछ गहरे क्षेत्रों में प्रवाल बस्तियों की व्याख्या करने के लिए उन्हें स्थानीय अवतलन को स्वीकार करना पड़ा। डेली ने यह भी गणना की थी कि हिमयुग के दौरान समुद्र तल में लगभग 80 मीटर की गिरावट आई थी।
ऐसा लगता है कि यह गणना सही नहीं है। दरअसल, समुद्र तल में गिरावट को जलमग्न V-आकार की घाटियों की दीवारों के कोण से सही ढंग से मापा जा सकता है। अगर इस आधार पर गणना की जाए, तो समुद्र तल 80 मीटर से भी ज़्यादा गिर गया होगा। अंत में, डेली ने कहा था कि हिमयुग के दौरान तापमान कम हो गया था। इससे मूंगों की मृत्यु हुई होगी, लेकिन इस घटना का कोई प्रमाण नहीं है।
उपरोक्त चर्चा से यह प्रतीत होता है कि डार्विन और डेली की परिकल्पनाएँ परस्पर विरोधी नहीं, बल्कि पूरक हैं। दोनों मिलकर इस घटना पर काफ़ी प्रकाश डालती हैं।
डेविस द्वारा प्रवाल भित्तियों की उत्पत्ति की समस्या पर भौतिक भूगोल का अनुप्रयोग:
डेविस ने प्रवाल भित्तियों की समस्या पर लागू जलमग्नता के पुराने विचार को पुनर्जीवित और पुनर्स्थापित करने के लिए अपनी व्याख्या दी। 1928 में, उन्होंने अब तक अनसुलझी विभिन्न समस्याओं की व्याख्या करने के लिए ठोस भू-आकृतिक प्रमाण देने का प्रयास किया।
सबसे पहले, डेविस ने जलमग्नता की वैधता पर ज़ोर दिया। उन्होंने ज़ोर देकर कहा कि प्रवाल सागरों में पाई जाने वाली उभरी हुई और खाड़ियाँ भूमि के जलमग्न होने को दर्शाती हैं। उनके अनुसार, समतलता लैगून के वास्तविक तल को नहीं दर्शाती, बल्कि केवल मलबे के जमाव के कारण होती है। इसी प्रकार, लैगून का उथलापन भूमि के धंसाव को दर्शाता है।
डेविस ने बदलते समुद्र तल के तथ्यों को भी ध्यान में रखा है। उनके अनुसार, धंसते द्वीपों पर समुद्र तल के कम होने से भी चट्टानें और उभार बनेंगे, लेकिन उनमें से ज़्यादातर लहरों के हमले से तटों पर मौजूद भित्तियों द्वारा सुरक्षित होंगे, इसलिए चट्टानें दिखाई नहीं देंगी। इसके अलावा, अगर ऐसी चट्टानें बनी भी हैं, तो धंसाव उन्हें डुबो देगा।
इस प्रकार, यह सिद्धांत भूगर्भिक संरचना के नए अनुप्रयोग के साथ अवतलन के पुराने विचार का समर्थन करता है। यह अपने अनुप्रयोग में व्यापक भी है क्योंकि इसमें समुद्र तल के परिवर्तनों के साथ-साथ भूभाग के विवर्तनिक परिवर्तन भी शामिल हैं।
उपरोक्त साक्ष्यों के बावजूद, एक तथ्य अस्पष्ट रह जाता है, वह है लैगून की अनुमानित समान गहराई। लैगून का समतल तल और उसकी उथली गहराई अवसादन के कारण हो सकती है, लेकिन इससे यह साबित नहीं होता कि लैगून का मूल तल, जो नीचे छिपा है, अलग-अलग गहराई नहीं दिखा रहा होगा।