पृथ्वी: पृथ्वी ने गुप्त समुद्री प्रतिक्रिया के माध्यम से 60 मिलियन वर्षों से अपनी जलवायु को नियंत्रित किया है; मुख्य बात समुद्र का स्तर और एक आवश्यक पोषक तत्व था

पृथ्वी की प्राकृतिक प्रणाली इसकी जलवायु को बहुत गर्म या बहुत ठंडा होने से बचाती है। (प्रतीकात्मक फोटो_

पृथ्वी अपने लंबे इतिहास में गर्म होने और ठंडा होने के कई दौर से गुजरी है। इन परिवर्तनों के बावजूद, ग्रह सैकड़ों लाखों वर्षों तक जीवन का समर्थन करने में सक्षम बना हुआ है। वैज्ञानिक लंबे समय से मानते रहे हैं कि पृथ्वी में एक प्राकृतिक प्रणाली है जो इसकी जलवायु को बहुत लंबे समय तक बहुत गर्म या बहुत ठंडा होने से बचाने में मदद करती है। हालाँकि, यह प्रणाली वास्तव में कैसे काम करती है यह अस्पष्ट रहा है।अब एक नए अध्ययन ने उस प्राकृतिक जलवायु नियंत्रण के एक महत्वपूर्ण हिस्से की पहचान की है। इसके अनुसार, समुद्र के स्तर में परिवर्तन ने समुद्र में एक प्रमुख पोषक तत्व, फॉस्फेट की मात्रा को प्रभावित किया, जिसने वायुमंडल में कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा को प्रभावित किया और पिछले 60 मिलियन वर्षों में पृथ्वी की जलवायु को विनियमित करने में मदद की है।प्रोसीडिंग्स ऑफ द नेशनल एकेडमी ऑफ साइंसेज में प्रकाशित अध्ययन, ऑक्सफोर्ड विश्वविद्यालय और कोपेनहेगन विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं के साथ, सिरैक्यूज़ विश्वविद्यालय में पृथ्वी और पर्यावरण विज्ञान के प्रोफेसर ज़ुनली लू द्वारा सह-लेखक था।

समुद्र ने जलवायु को प्रभावित किया

निष्कर्षों को समझने के लिए, यह जानना महत्वपूर्ण है कि कार्बन डाइऑक्साइड ग्रह को गर्म करने के लिए जिम्मेदार मुख्य गैसों में से एक है। वायुमंडल में जितनी अधिक कार्बन डाइऑक्साइड होगी, पृथ्वी उतनी ही गर्म हो जाएगी।वायुमंडल से कार्बन डाइऑक्साइड को हटाने का एक तरीका समुद्र के माध्यम से है। छोटे समुद्री जीव बड़े होने पर कार्बन अवशोषित करते हैं। जब वे मर जाते हैं, तो उनके कुछ अवशेष समुद्र तल में डूब जाते हैं और तलछट में दब जाते हैं। यह कार्बन को वायुमंडल में लौटने की अनुमति देने के बजाय लाखों वर्षों तक रोके रखता है।वैज्ञानिकों को पता है कि पिछले 60 मिलियन वर्षों में पृथ्वी के धीरे-धीरे ठंडा होने से वायुमंडलीय कार्बन डाइऑक्साइड में काफी गिरावट आई है। लेकिन वे निश्चित नहीं थे कि उस कार्बन का अधिकांश हिस्सा कहां चला गया। नए शोध से पता चलता है कि समुद्र तल के नीचे पहले की तुलना में कहीं अधिक कार्बन दबा हुआ है।साइंस डेली के हवाले से ऑक्सफोर्ड विश्वविद्यालय में पृथ्वी विज्ञान के प्रोफेसर और मुख्य लेखक रोस रिकाबी ने कहा, “हम जानते हैं कि पिछले 60 मिलियन वर्षों में पृथ्वी के ठंडा होने के कारण वायुमंडलीय कार्बन डाइऑक्साइड में काफी कमी आई है, लेकिन हमें इस बारे में बहुत कम समझ है कि कार्बन कहां समाप्त हुआ।”उन्होंने कहा, “हमारे नतीजे बताते हैं कि समुद्री तलछटों में कार्बनिक कार्बन की बढ़ी हुई मात्रा ने पहले की तुलना में कहीं अधिक महत्वपूर्ण भूमिका निभाई है।”

फॉस्फेट की भूमिका

अध्ययन के केंद्र में फॉस्फेट है, फॉस्फोरस का एक रूप जिसे सभी जीवित जीवों को विकसित करने की आवश्यकता होती है। समुद्र में, फॉस्फेट सूक्ष्म समुद्री जीवन के लिए पोषक तत्व के रूप में कार्य करता है। जितना अधिक फॉस्फेट उपलब्ध होगा, ये छोटे जीव उतने ही अधिक विकसित हो सकेंगे।हालाँकि वैज्ञानिकों ने वर्षों से कार्बन डाइऑक्साइड और महासागर रसायन विज्ञान का अध्ययन किया है, शोधकर्ताओं का कहना है कि फॉस्फेट काफी हद तक जलवायु प्रणाली का एक अनदेखा हिस्सा बना हुआ है और समुद्र का स्तर सीधे तौर पर प्रभावित करता है कि कितना फॉस्फेट खुले समुद्र में पहुंचा।

जब समुद्र का स्तर ऊँचा था

जब पृथ्वी की जलवायु गर्म थी, तो ध्रुवीय बर्फ की चादरें छोटी हो गईं और समुद्र का स्तर बढ़ गया। जैसे-जैसे समुद्र का स्तर बढ़ता गया, उथले तटीय क्षेत्र जिन्हें महाद्वीपीय शेल्फ के रूप में जाना जाता है, बड़े होते गए। इन अलमारियों ने फॉस्फेट को खुले समुद्र में फैलने की बजाय तटीय तलछट में फँसा दिया।कम फॉस्फेट उपलब्ध होने से, कम समुद्री जीव विकसित हुए। परिणामस्वरूप, कम कार्बनिक पदार्थ समुद्र तल में डूब गए, जिससे तलछट में दबे कार्बन की मात्रा कम हो गई। इसलिए अधिक कार्बन डाइऑक्साइड वातावरण में बनी रही।इन अवधियों के दौरान महासागरों में भी अधिक ऑक्सीजन थी क्योंकि ऑक्सीजन का उपयोग करने वाले कार्बनिक पदार्थ कम विघटित हो रहे थे। कुल मिलाकर, इन स्थितियों ने गर्म जलवायु का समर्थन किया।

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समुद्र के गिरते स्तर ने प्रक्रिया बदल दी

जब पृथ्वी ठंडी हुई और समुद्र का स्तर गिरा तो विपरीत हुआ। समुद्र के निचले स्तर ने महाद्वीपीय अलमारियों के आकार को कम कर दिया, जिससे अधिक फॉस्फेट खुले समुद्र में प्रवेश कर सका।अतिरिक्त फॉस्फेट ने समुद्री जीवन को अधिक संख्या में बढ़ने में मदद की। जब ये जीव मर गए, तो वे समुद्र तल में डूब गए। जैसे ही वे विघटित हुए, उन्होंने आसपास के पानी में ऑक्सीजन का उपयोग किया।समय के साथ, समुद्र के कुछ हिस्सों में ऑक्सीजन की कमी हो गई। इन कम-ऑक्सीजन स्थितियों ने एक और महत्वपूर्ण प्रक्रिया को शुरू किया। महाद्वीपीय शेल्फ पर तलछट ने पानी में और भी अधिक फॉस्फेट छोड़ा।उस अतिरिक्त फॉस्फेट ने और भी अधिक समुद्री जीवन का समर्थन किया, जिससे एक चक्र का निर्माण हुआ जिससे समुद्र तल पर कार्बन का जमाव बढ़ गया। चूँकि अधिक कार्बन तलछटों में बंद हो गया, कम कार्बन डाइऑक्साइड वातावरण में रह गया, जिससे ग्रह को ठंडा करने में मदद मिली।लू ने कहा, “हमारे सह-लेखक, क्रिश्चियन बजेरम ने दो दशक पहले एक कंप्यूटर मॉडल के साथ समुद्र के स्तर, समुद्री ऑक्सीजन और फॉस्फेट के बीच संबंध का अध्ययन किया था। हमने आखिरकार इस परिकल्पना का परीक्षण करने के लिए आवश्यक भूगर्भिक रिकॉर्ड को एक साथ जोड़ दिया।”

कार्बन के लिए ‘स्वीट स्पॉट’

शोधकर्ताओं ने पाया कि यह प्राकृतिक प्रतिक्रिया प्रणाली तब सबसे अच्छा काम करती थी जब समुद्र का स्तर आज की तुलना में लगभग 10 से 40 मीटर अधिक था। उन स्तरों पर, कम ऑक्सीजन वाले पानी महाद्वीपीय अलमारियों पर पाए जाने वाले कार्बन-समृद्ध तलछट के साथ ओवरलैप हो गए।इस संयोजन ने लाखों वर्षों में विशेष रूप से बड़ी मात्रा में कार्बन को समुद्र तल के नीचे दबे रहने की अनुमति दी। शोधकर्ताओं के अनुसार, इसने वायुमंडल से कार्बन डाइऑक्साइड को हटाकर पृथ्वी की जलवायु पर प्राकृतिक ब्रेक की तरह काम किया।

60 मिलियन वर्ष पीछे मुड़कर देखें

अपने विचार का परीक्षण करने के लिए, वैज्ञानिकों ने अपने मॉडल की तुलना पिछले 60 मिलियन वर्षों के भूवैज्ञानिक रिकॉर्ड से की। उन्होंने कार्बन आइसोटोप रिकॉर्ड की जांच की, माप से पता चला कि फॉस्फोरस गहरे समुद्र के तलछट में कैसे जमा हुआ और एक नई विधि जो प्राचीन महासागरों में ऑक्सीजन के स्तर का अनुमान लगाती है।यह विधि फोरामिनिफेरा नामक छोटे समुद्री जीवों के जीवाश्मों में आयोडीन और कैल्शियम के अनुपात को देखती है। ये सूक्ष्म जीव लाखों वर्ष पहले समुद्र में रहते थे। उनके मरने के बाद, उनके सीपियाँ समुद्र तल पर बस गईं।इन जीवाश्मों की रासायनिक संरचना का अध्ययन करके वैज्ञानिक यह अनुमान लगा सकते हैं कि जब जीव जीवित थे तो समुद्री जल में कितनी ऑक्सीजन मौजूद थी।

क्यों इयोसीन गर्म रहा

अध्ययन यह समझाने में भी मदद करता है कि इओसीन युग के दौरान पृथ्वी असामान्य रूप से गर्म क्यों रही, जो लगभग 56 मिलियन से 34 मिलियन वर्ष पहले तक चली थी।उस समय समुद्र का स्तर आज की तुलना में बहुत अधिक था। बड़े महाद्वीपीय शेल्फ समुद्री जल से ढके हुए थे, जिससे उथले तटीय तलछट में फॉस्फेट फंस गया था।चूँकि खुले समुद्र में कम फॉस्फेट पहुँचा, समुद्री उत्पादकता अपेक्षाकृत कम रही। समुद्र तल तक कार्बन ले जाने वाले कम जीवों के कारण कम कार्बन दब गया।परिणामस्वरूप, अधिक कार्बन डाइऑक्साइड वायुमंडल में बनी रही और पृथ्वी की जलवायु लाखों वर्षों तक गर्म रही।

एक स्थिर जलवायु

शोधकर्ताओं का यह भी कहना है कि यह कार्बन दफन प्रणाली पृथ्वी के इतिहास में धीरे-धीरे बदल गई है। उनका मानना ​​है कि कम ऑक्सीजन वाले क्षेत्र जहां कार्बन का दफन धीरे-धीरे होता है, लाखों वर्षों में गहरे पानी में चले गए।इसने वायुमंडलीय ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड में बड़े उतार-चढ़ाव को कम करके पृथ्वी की जलवायु को अधिक स्थिर बना दिया होगा। दूसरे शब्दों में, ग्रह की प्राकृतिक जलवायु विनियमन प्रणाली भूवैज्ञानिक समय के साथ बड़े व्यवधानों के प्रति अधिक प्रतिरोधी बन गई है।शोधकर्ताओं का कहना है कि निष्कर्षों से वैज्ञानिकों की समझ में सुधार हुआ है कि पृथ्वी का कार्बन चक्र लाखों वर्षों में कैसे काम करता है।यह अध्ययन प्राचीन महासागरों में ऑक्सीजन के स्तर के पुनर्निर्माण के लिए आयोडीन-से-कैल्शियम विधि का उपयोग करके लू की प्रयोगशाला के पहले के काम को भी जोड़ता है। नेचर जियोसाइंस में प्रकाशित एक पूर्व अध्ययन में उसी तकनीक का उपयोग करके दिखाया गया था कि प्रोटेरोज़ोइक युग के दौरान उष्णकटिबंधीय महासागर ऑक्सीजन से समृद्ध थे, जो आज देखा जाता है उसके विपरीत।