संयुक्त राज्य अमेरिका के नॉर्थवेस्टर्न विश्वविद्यालय के वैज्ञानिकों ने एक वैज्ञानिक पहेली को हल करने की घोषणा की जो दशकों से बनी हुई थी: प्लैंकटोनिक फॉरमिनिफेरा, सूक्ष्म समुद्री जीवों का एक समूह जो वैश्विक कार्बन चक्र के लिए महत्वपूर्ण है, में सबसे बड़ी विलुप्तियों में से एक के लिए जिम्मेदार कारक।
प्राचीन विलुप्ति का कारण
साइंस पत्रिका में प्रकाशित एक अध्ययन इंगित करता है कि इस विलुप्ति का कारण महासागरों का अम्लीकरण था। यह घटना लगभग 113 मिलियन वर्ष पहले, क्रेटेशियस निचले काल के दौरान हुई तीव्र ज्वालामुखी विस्फोटों से प्रेरित हुई थी।
टीम ने सूक्ष्म जीवाश्मों में संरक्षित रासायनिक अवशेषों का विश्लेषण करके इस निष्कर्ष पर पहुंचे। ये निष्कर्ष बड़े ज्वालामुखी विस्फोटों, वायुमंडल में कार्बन डाइऑक्साइड (CO₂) सांद्रता में वृद्धि, बाद में महासागरों के अम्लीकरण और सामूहिक विलुप्ति की घटनाओं के बीच संबंध की पुष्टि करते हैं। यह कार्य नॉर्थवेस्टर्न द्वारा पृथ्वी के इतिहास के 60 मिलियन वर्षों से अधिक की अवधि में इस पैटर्न की पहचान करने वाला पांचवां नेतृत्व किया गया अध्ययन है।
वर्तमान प्रभाव और रासायनिक तंत्र
एक अतीत की घटना को स्पष्ट करने के अलावा, यह शोध मानव गतिविधियों से निकलने वाले CO₂ उत्सर्जन में वर्तमान वृद्धि के प्रभावों के बारे में महत्वपूर्ण जानकारी प्रदान करता है, क्योंकि महासागर अभी भी इस कार्बन का कुछ हिस्सा अवशोषित कर रहे हैं और धीरे-धीरे अम्लीकरण की प्रक्रिया से गुजर रहे हैं।
ज्वालामुखी गतिविधि और समुद्री रसायन विज्ञान
वैज्ञानिक अम्लीकरण का श्रेय केर्ग्यूलेन पठार की गतिविधि को देते हैं, जो हिंद महासागर के दक्षिणी भाग में स्थित एक विशाल ज्वालामुखीय प्रांत है। निचले क्रेटेशियस के दौरान, विस्फोटों ने वायुमंडल में बड़ी मात्रा में CO₂ छोड़ा। बाद में, इस गैस को महासागरों द्वारा अवशोषित कर लिया गया, जिसके परिणामस्वरूप पानी का पीएच कम हो गया और समुद्री जीवों के लिए कैल्शियम कार्बोनेट के खोल बनाना और बनाए रखना मुश्किल हो गया।
अध्ययन के नेता और नॉर्थवेस्टर्न विश्वविद्यालय के हाल ही में स्नातक, जोनाथन चेन ने Phys.org को बताया कि जीवाश्मों का निरीक्षण करते समय, सतही प्लवक में कमी और पतले खोल बनना पहले ही देखा जा चुका था, जो जीवों पर तनाव का संकेत देता था। हालांकि, अम्लीकरण की जिम्मेदारी केवल जीवाश्मों में कैल्शियम आइसोटोप को मापकर ही पुष्टि की गई, जिससे विलुप्ति के दौरान इन अनुपात में भारी वृद्धि का पता चला, जिसने यह साबित किया कि कैल्सीफिकेशन बहुत धीमी गति से हो रहा था।
फॉरमिनिफेरा और कार्बन चक्र
फॉरमिनिफेरा सूक्ष्म जीव हैं जो कैल्शियम कार्बोनेट के खोल बनाते हैं। वे इन संरचनाओं में इसे संग्रहीत करके प्राकृतिक रूप से कार्बन को अलग करने में एक आवश्यक भूमिका निभाते हैं, जो इस तत्व के वैश्विक चक्र की स्थिरता में सहायता करता है। चेन ने जोर देकर कहा कि ये जीव कार्बन चक्र के स्थिरीकरण के लिए एक मौलिक शक्ति के रूप में कार्य करते हैं, और चेतावनी दी कि इस सिंक की अनुपस्थिति चक्र को अप्रत्याशित तरीकों से बदल देगी।
एप्टियन और एल्बियन अवधियों के बीच संक्रमण के दौरान हुई विलुप्ति इन जीवों के लिए दर्ज की गई दूसरी सबसे बड़ी थी, जिसे डायनासोर के अंत का प्रतीक बनाने वाली क्षुद्रग्रह प्रभाव घटना से ही पीछे छोड़ा गया था। इस बड़े नुकसान के बाद, बचे हुए प्रजातियां छोटी हो गईं और उन्होंने अधिक नाजुक खोल विकसित किए।
जीवाश्मों का विस्तृत विश्लेषण
इस घटना की जांच करने के लिए, शोधकर्ताओं ने 1980 के दशक में गहरे समुद्र ड्रिलिंग प्रोजेक्ट के एक मिशन के दौरान मालविनस पठार, दक्षिण अटलांटिक में एकत्र किए गए तलछट से निकाले गए सैकड़ों जीवाश्मों की जांच की। स्मिथसोनियन इंस्टीट्यूशन द्वारा संरक्षित नमूनों को चेन द्वारा सावधानीपूर्वक एक महीन ब्रश का उपयोग करके अलग किया गया था, क्योंकि प्रत्येक जीवाश्म लगभग रेत के दाने के आकार का होता है, जिसके लिए सटीकता की आवश्यकता होती है।
इसके बाद, टीम ने जीवाश्म खोलों में मौजूद कैल्शियम आइसोटोप को मापा। जबकि आदर्श परिस्थितियों में फॉरमिनिफेरा एक विशिष्ट आइसोटोपिक हस्ताक्षर प्रदर्शित करते हैं, महासागरीय अम्लीकरण के कारण कैल्सीफिकेशन में कठिनाई विकास को धीमा कर देती है और इस रासायनिक हस्ताक्षर को संशोधित करती है। परिणामों ने विलुप्ति की अवधि के दौरान आइसोटोपिक मूल्यों में तेज वृद्धि दिखाई, जो खोल निर्माण की गति में मजबूत कमी का संकेत देती है।
आइसोटोपिक भू-रसायन विशेषज्ञ और अध्ययन के सह-लेखक एंड्रयू डी. जैकबसन ने टिप्पणी की कि प्लैंकटोनिक फॉरमिनिफेरा न केवल संख्या में, बल्कि आकार में भी कम हो गए थे। उन्होंने निष्कर्ष निकाला कि सबसे संभावित स्पष्टीकरण धीमी वृद्धि है, क्योंकि कैल्शियम आइसोटोप इसके प्रति संवेदनशील होते हैं, जो प्रतिकूल वातावरण में धीमी गठन के अनुरूप बदलते हैं।
तल के जीवों का अस्तित्व
दशकों तक, अम्लीकरण सिद्धांत के खिलाफ एक तर्क महासागरों के तल पर रहने वाले फॉरमिनिफेरा का अपेक्षाकृत अच्छा अस्तित्व था। नया अध्ययन बताता है कि अंतर इस तथ्य में निहित है कि CO₂ पहले वायुमंडल में छोड़ा गया था इससे पहले कि वह महासागरीय गहराइयों तक पहुंचे।
परिणामस्वरूप, अम्लीकरण ने शुरू में सतही जल को प्रभावित किया, जहां प्लैंकटोनिक रहते हैं। केवल बाद में रासायनिक परिवर्तन गहरे क्षेत्रों तक पहुंचा, और यह कम तीव्र तरीके से हुआ। शोधकर्ता विस्तार से बताते हैं कि प्रारंभिक अम्लीकरण के बाद, अतिरिक्त क्षारता जल स्तंभ में प्रसारित हुई, जिससे समुद्र तल के जीवों के लिए कार्बोनेट की उपलब्धता बहाल हो गई।
भूवैज्ञानिक पैटर्न की संगति
यह नॉर्थवेस्टर्न टीम द्वारा किया गया पांचवां अध्ययन है जो बड़े ज्वालामुखीय प्रांतों को महासागरीय अम्लीकरण और सामूहिक विलुप्ति की घटनाओं से जोड़ता है। पिछले शोधों ने विभिन्न भूवैज्ञानिक युगों के मोलस्क और नैनोप्लांकटन के जीवाश्मों का विश्लेषण किया है, और वे एक ही पैटर्न पर अभिसरण करते हैं: बड़े पैमाने पर ज्वालामुखी विस्फोट CO₂ बढ़ाते हैं, महासागरीय रसायन विज्ञान को संशोधित करते हैं और विलुप्ति को ट्रिगर करते हैं।
सह-लेखक ब्रैड सेगेमैन ने कहा कि डेटा एक बहुत सुसंगत पैटर्न दिखाते हैं। उन्होंने जोड़ा कि यह पहला काम है जो निर्णायक रूप से साबित करता है कि व्यक्तिगत खोल में दर्ज रासायनिक संकेत समग्र तलछट में देखे गए संकेत से मेल खाता है, जिससे एक बड़ी विलुप्ति से संबंध पर संदेह समाप्त हो जाता है।
जैकबसन ने जोर देकर कहा कि परिणाम एक महत्वपूर्ण प्रगति का प्रतिनिधित्व करते हैं, क्योंकि उन्होंने कैल्शियम आइसोटोप को एक ऐसे स्तर पर पहुंचाया है जहां वे भूवैज्ञानिक रिकॉर्ड में मृत्यु दर के एक भू-रासायनिक संकेतक के रूप में कार्य कर सकते हैं।
जलवायु भविष्य के लिए निहितार्थ
हालांकि अध्ययन की गई घटना वर्तमान से अलग पर्यावरणीय संदर्भ में हुई थी, शोधकर्ताओं का मानना है कि खोजें आधुनिक CO₂ उत्सर्जन में वृद्धि से जुड़े जोखिमों को समझने में मदद करती हैं। सेगेमैन बताते हैं कि मनुष्यों द्वारा होने वाला महासागरीय अम्लीकरण आज मापने योग्य है, और अतीत की घटनाओं का अध्ययन भविष्य के प्रभावों के पैमाने का अनुमान लगाने की अनुमति देता है।
उन्होंने निष्कर्ष निकाला कि इन प्राचीन घटनाओं का अध्ययन करके, यह मूल्यांकन करना संभव है कि आगे क्या हो सकता है, क्योंकि महासागरीय अम्लीकरण पहले से ही मानवता द्वारा उत्पन्न CO₂ के परिणामस्वरूप हो रहा है।
