वैज्ञानिकों ने 3 मिलियन वर्ष पुरानी अंटार्कटिक बर्फ का विश्लेषण किया और वैश्विक जलवायु पर CO2 के प्रभाव का खुलासा किया

द्वारा Redação • १ जून २०२६ • 1 min de leitura

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Foto: Geleira ,Antártida - AndTheyTravel/shutterstock.com

शोधकर्ताओं ने अंटार्कटिका से गहरे बर्फ के नमूने निकाले हैं जो तीन मिलियन साल पहले की वायुमंडलीय संरचना को संरक्षित करते हैं। एकत्र की गई सामग्री ग्रीनहाउस गैसों की सांद्रता और ग्रह पर तापमान भिन्नता के बीच ऐतिहासिक संबंध का एक विस्तृत दृश्य प्रस्तुत करती है। प्रयोगशाला विश्लेषण विशेषज्ञों को उच्च परिशुद्धता के साथ पिछली जलवायु का पुनर्निर्माण करने की अनुमति देता है। डेटा प्राचीन पर्यावरणीय स्थितियों के एक अपरिवर्तनीय भौतिक संग्रह के रूप में कार्य करता है।

अध्ययन विशेष रूप से बर्फ की चादरों के भीतर सूक्ष्म हवा के बुलबुले में फंसे कार्बन डाइऑक्साइड और मीथेन के स्तर पर केंद्रित है। इस प्राचीन परिदृश्य को समझना जलवायु परिवर्तन की वर्तमान गति का आकलन करने के लिए एक मौलिक तुलनात्मक आधार प्रदान करता है। आंकड़ों से संकेत मिलता है कि गैसों के संचय के प्रति पृथ्वी प्रणाली की प्रतिक्रिया धीरे-धीरे और लंबे समय तक होती है। ग्रह की तापीय जड़ता इस वार्मिंग प्रक्रिया में एक केंद्रीय भूमिका निभाती है।

अत्यधिक ड्रिलिंग और पृथ्वी की जलवायु का कालक्रम

इन नमूनों को प्राप्त करने के लिए अंटार्कटिक महाद्वीप पर अत्यधिक ठंड की स्थिति में भारी ड्रिलिंग उपकरण के उपयोग की आवश्यकता होती है। हर साल, इस क्षेत्र में गिरने वाली बर्फ जमा हो जाती है और निचली परतों को संकुचित कर देती है, जो सहस्राब्दियों तक ठोस बर्फ में बदल जाती है। यह प्राकृतिक यांत्रिक प्रक्रिया एक सतत स्ट्रैटिग्राफिक संग्रह बनाती है। नमूने की गहराई सीधे उसकी कालानुक्रमिक आयु से मेल खाती है। बर्फ के किलोमीटर लंबे सिलेंडरों को अत्यधिक सावधानी से हटाया जाता है।

गहराई से निकाले गए प्रत्येक टुकड़े की सटीक समयरेखा स्थापित करने के लिए वैज्ञानिक उन्नत डेटिंग तकनीकों का उपयोग करते हैं। प्रयोगशालाओं में परिवहन के दौरान बर्फ सिलेंडरों की भौतिक अखंडता को कड़ाई से नियंत्रित प्रशीतन कक्षों में बनाए रखा जाता है। उचित संरक्षण सूक्ष्म गुहाओं में निहित मूल गैसों के संदूषण या हानि को रोकता है। यात्रा के दौरान तापमान में कोई भी बदलाव शोध की वैधता से समझौता कर सकता है।

तीन मिलियन वर्ष पहले की अवधि अंतर्राष्ट्रीय वैज्ञानिक समुदाय के लिए अत्यधिक रुचि वाले भूवैज्ञानिक युग का प्रतिनिधित्व करती है। इस चरण के दौरान, ग्रह की भौगोलिक और जैविक विशेषताएं आज की तुलना में भिन्न थीं, लेकिन यह वायुमंडलीय भौतिकी के समान नियमों के तहत संचालित होता था। इस परिदृश्य के पुनर्निर्माण के लिए समुद्र तलछट और समुद्री जीवाश्मों के रिकॉर्ड के साथ बर्फ पार करने की जानकारी की आवश्यकता होती है। इन स्रोतों का संयोजन पैतृक जलवायु के बारे में खोजों को मान्य करता है।

आइसोटोप विश्लेषण और प्राचीन तापमान का मापन

पिछले तापमान को निर्धारित करने की केंद्रीय विधि में जमे हुए पानी के अणुओं में मौजूद ऑक्सीजन और हाइड्रोजन आइसोटोप का विश्लेषण करना शामिल है। विभिन्न प्रकार के आइसोटोप के बीच का अनुपात मूल वर्षा के समय वैश्विक तापमान के आधार पर भिन्न होता है। मास स्पेक्ट्रोमेट्री उपकरण इन रासायनिक हस्ताक्षरों को न्यूनतम त्रुटि मार्जिन के साथ पढ़ता है। वर्तमान तकनीकी परिशुद्धता एक डिग्री के अंशों की विविधताओं को मैप करना संभव बनाती है।

बर्फ में फंसे हवा के बुलबुले प्रारंभिक पृथ्वी के वायुमंडल के अदृश्य टाइम कैप्सूल के रूप में कार्य करते हैं। इन गैसों का निष्कर्षण निर्वात कक्षों में होता है, जहां गैसीय सामग्री को मुक्त करने के लिए सख्त परिस्थितियों में बर्फ को कुचला या पिघलाया जाता है। शोधकर्ता कार्बन डाइऑक्साइड की सटीक सांद्रता को प्रति मिलियन भागों में मापते हैं। यह प्रक्रिया उस विशिष्ट युग का ग्रीनहाउस घनत्व स्थापित करती है।

प्रयोगशाला के परिणाम बताते हैं कि, तीन मिलियन वर्ष पहले, वायुमंडलीय कार्बन डाइऑक्साइड का स्तर लगभग 400 भाग प्रति मिलियन था। यह सघनता हालिया औद्योगिक तेजी से पहले, मौजूदा सदी की शुरुआत में दर्ज की गई दरों के उल्लेखनीय रूप से समान है। हालाँकि, उस समय वैश्विक औसत तापमान आधुनिक युग की तुलना में काफी अधिक था। अवधियों के बीच विरोधाभास जलवायु गतिशीलता के बारे में महत्वपूर्ण प्रश्न उठाता है।

महासागर का स्तर और ग्रह की तापीय जड़ता

समान गैसों के स्तर और विभिन्न तापमानों के बीच असमानता से जलवायु प्रणाली की तापीय जड़ता की अवधारणा का पता चलता है। पृथ्वी पर महासागरों और ध्रुवीय बर्फ की चोटियों का विशाल समूह है जो सदियों से बहुत धीमी गति से गर्मी को अवशोषित करते हैं। भूवैज्ञानिक अतीत में दर्ज की गई वार्मिंग लंबे समय तक गैसों की उच्च सांद्रता के निरंतर संपर्क के बाद हुई। ग्रह को वायुमंडल के पूर्ण प्रभाव को प्रतिबिंबित करने में समय लगता है।

समानांतर भूवैज्ञानिक रिकॉर्ड से पता चलता है कि तीन मिलियन वर्ष पहले समुद्र का औसत स्तर आज की तुलना में 10 से 20 मीटर अधिक था। तरल पानी की यह अतिरिक्त मात्रा ग्रीनलैंड और पश्चिमी अंटार्कटिका में बर्फ की चादरों के काफी हद तक पिघलने के परिणामस्वरूप हुई। ग्रह के तटीय भूगोल की रूपरेखा बिल्कुल अलग थी। विशाल महाद्वीपीय क्षेत्र जिनमें आज महानगर हैं, पूरी तरह से समुद्री जल में डूब गए।

इन पिछली घटनाओं का अवलोकन करने से शोधकर्ताओं को वर्तमान पृथ्वी प्रणाली के लिए दीर्घकालिक भौतिक विकास का अनुमान लगाने और वार्मिंग के यांत्रिकी को समझने की अनुमति मिलती है:

कार्बन डाइऑक्साइड का निरंतर संचय वातावरण में अवरक्त विकिरण की अवधारण को तीव्र करता है।
समुद्र के पानी का तापीय विस्तार सीधे तौर पर समुद्र के स्तर में वृद्धि में योगदान देता है।
बर्फ की परतें पिघलने से लवणता और वैश्विक समुद्री धाराएँ बदल जाती हैं।
सिस्टम की जड़ता यह सुनिश्चित करती है कि उत्सर्जन स्थिर होने के बाद भी वार्मिंग बनी रहे।
पानी की उत्तरोत्तर वृद्धि के कारण तटीय क्षेत्रों को संरचनात्मक जोखिमों का सामना करना पड़ता है।

धीमी-प्रतिक्रिया गतिशीलता का मतलब है कि वर्तमान वायुमंडलीय संरचना के पूर्ण परिणाम अभी तक पूरी तरह से सामने नहीं आए हैं। महासागर, जंगल और मिट्टी अतिरिक्त तापीय ऊर्जा का कुछ हिस्सा अवशोषित करते रहते हैं। वे वैश्विक जलवायु के लिए अस्थायी बफर के रूप में कार्य करते हैं। जब इन प्राकृतिक सिंकों की अवशोषण क्षमता सीमा तक पहुंच जाएगी, तो सतह के तापमान में वृद्धि अधिक स्पष्ट और त्वरित होगी।

प्राकृतिक मानक बनाम आधुनिक औद्योगिक हस्तक्षेप

तीन मिलियन वर्ष पहले की अवधि और वर्तमान परिदृश्य के बीच मुख्य अंतर वायुमंडलीय परिवर्तनों की गति में निहित है। भूवैज्ञानिक अतीत में, ग्रीनहाउस गैसों की सांद्रता में परिवर्तन हजारों वर्षों में हुआ। यह प्रक्रिया कक्षीय चक्रों और ज्वालामुखी गतिविधि द्वारा संचालित थी। प्रकृति के पास पूरे पारिस्थितिक तंत्र को तापमान और भूगोल में होने वाले इन क्रमिक परिवर्तनों के अनुकूल ढालने के लिए पर्याप्त समय है।

वायुमंडल में कार्बन डाइऑक्साइड का वर्तमान अंतःक्षेपण औद्योगिक क्रांति की शुरुआत के बाद से, केवल एक शताब्दी से अधिक की अवधि में हुआ है। जीवाश्म ईंधन के बड़े पैमाने पर जलने से हवा में कार्बन की मात्रा बढ़ गई है जो बर्फ के टुकड़ों में दर्ज किसी भी प्राकृतिक पैटर्न को तोड़ देती है। इस प्रक्रिया की गति ग्रह के नियामक तंत्र को पहले की तरह ही प्रभावशीलता के साथ कार्य करने से रोकती है। प्रलेखित जलवायु इतिहास में यह असंतुलन अभूतपूर्व गति से घटित होता है।

अंटार्कटिक नमूनों का अध्ययन इस समझ को मजबूत करता है कि जलवायु की भौतिकी सख्त और मात्रात्मक नियमों का पालन करती है। गैस घनत्व और वैश्विक तापमान के बीच सीधा संबंध पृथ्वी के इतिहास में एक अपरिवर्तनीय स्थिरांक बना हुआ है। गहरी बर्फ से निकाला गया डेटा आने वाले दशकों में जलवायु प्रक्षेपवक्र के बारे में भौतिक साक्ष्य के आधार पर एक चेतावनी के रूप में कार्य करता है। विज्ञान उन तंत्रों को समझने के लिए भूवैज्ञानिक अतीत का उपयोग करता है जो आने वाली शताब्दियों में पृथ्वी के पर्यावरण को आकार देंगे।