वैज्ञानिकों ने सुलझाया समुद्र में 1000 मीटर गहरे क्लोरोफिल का रहस्य

समुद्री विज्ञान के क्षेत्र में एक लंबे समय से चली आ रही पहेली को वैज्ञानिकों ने आखिरकार सुलझा लिया है। बार्सिलोना सुपरकंप्यूटिंग सेंटर (BSC-CNS) और इंस्टीट्यूट ऑफ मरीन साइंसेज (ICM-CSIC) के वैज्ञानिकों के नेतृत्व में किए गए एक अध्ययन ने उत्तरी अटलांटिक में समुद्र की सतह से 1,000 मीटर से अधिक गहराई पर क्लोरोफिल की असामान्य रूप से उच्च सांद्रता का रहस्य उजागर किया है। यह खोज 2014 से 2017 के बीच स्वायत्त अंडरवाटर रोबोट्स द्वारा की गई थी, जिसने मौजूदा ज्ञान को चुनौती दी थी, क्योंकि क्लोरोफिल, जो सूक्ष्म शैवाल द्वारा उत्पन्न होता है और सूर्य के प्रकाश पर निर्भर करता है, आमतौर पर समुद्र की ऊपरी परतों में ही पाया जाता है। अब, साइंस एडवांसेज में प्रकाशित एक नए अध्ययन ने इस घटना के पीछे के तंत्र की पहचान की है। शोध के अनुसार, शक्तिशाली शीतकालीन महासागरीय धाराएँ जीवित सूक्ष्म शैवाल और कार्बनिक पदार्थों को सतह से गहरे समुद्र तक तेजी से पहुँचाने का एक मार्ग प्रदान करती हैं, जो कार्बन भंडारण और गहरे महासागरीय पारिस्थितिकी तंत्र के रखरखाव के लिए एक महत्वपूर्ण मार्ग खोलता है।

गहरा रहस्य: सतह से 1000 मीटर नीचे क्लोरोफिल

क्लोरोफिल, पौधों और शैवाल में पाया जाने वाला हरा रंगद्रव्य है जो प्रकाश संश्लेषण के लिए आवश्यक है। यह सूर्य के प्रकाश की उपस्थिति में ही पनप सकता है, इसलिए इसका समुद्र की ऊपरी, सूर्य-प्रकाशित परतों में पाया जाना स्वाभाविक है। हालाँकि, जब 2014 और 2017 के बीच स्वायत्त अंडरवाटर रोबोट्स ने उत्तरी अटलांटिक के गहरे पानी में, विशेषकर 1,000 मीटर से अधिक की गहराई पर क्लोरोफिल की अप्रत्याशित रूप से उच्च सांद्रता का पता लगाया, तो यह समुद्री वैज्ञानिकों के लिए एक बड़ी पहेली बन गया। यह खोज मौजूदा समुद्री ज्ञान और जैविक प्रक्रियाओं की हमारी समझ के विपरीत थी, जिसने वैज्ञानिकों को कई वर्षों तक हैरान रखा। उस गहराई पर क्लोरोफिल की उपस्थिति का मतलब था कि प्रकाश संश्लेषक जीवों से संबंधित सामग्री किसी तरह बहुत तेजी से गहरे समुद्र तक पहुँच रही थी, जो गुरुत्वाकर्षण द्वारा कणों के धीमी गति से नीचे जाने की पारंपरिक धारणा के विपरीत था।

एक गुप्त महासागरीय परिसंचरण प्रणाली

इस रहस्य को सुलझाने के लिए, वैज्ञानिकों ने सबपोलर उत्तरी अटलांटिक, विशेष रूप से लैब्राडोर और इर्मिंगर सागर में अध्ययन किया, जहाँ समुद्र का परिसंचरण कठोर सर्दियों की परिस्थितियों से बुरी तरह प्रभावित होता है। अध्ययन में पाया गया कि सर्दियों में, ठंडी हवा और तेज हवाएँ सतह के पानी को ठंडा कर देती हैं, जिससे वे अपने आसपास के पानी की तुलना में सघन हो जाते हैं। पानी के ये भारी द्रव्यमान तेजी से डूबते हैं, जिसे "गहरा संवहन" (deep convection) के रूप में जाना जाता है। वैज्ञानिक इसे एक "अंडरवाटर कास्केड" (जलप्रपात) कहते हैं, जो पोषक तत्वों से भरे कणों, जिनमें जीवित सूक्ष्म शैवाल और कार्बनिक मलबे शामिल हैं, को सतह से 1,000 मीटर से अधिक नीचे तक ले जाता है। यह तंत्र गुरुत्वाकर्षण द्वारा कणों के धीमी गति से नीचे जाने की तुलना में कहीं अधिक तीव्र है और सामग्री को बहुत अधिक गहराई तक ले जा सकता है। यह प्रक्रिया गहरे समुद्र में जीवन को बनाए रखने के लिए आवश्यक ऊर्जा और पोषक तत्वों के परिवहन का एक महत्वपूर्ण मार्ग है।

अंडरवाटर रोबोट्स ने दिया अप्रत्याशित संकेत

इस सफलता का श्रेय बायोजियोकेमिकल-आर्गो फ्लोट्स नामक स्वायत्त अंडरवाटर रोबोट्स से प्राप्त रीडिंग को जाता है। ये रोबोटिक उपकरण समुद्र में तैरते हैं, विभिन्न अंतरालों पर गोता लगाते और सतह पर आते हैं, और तापमान, लवणता, ऑक्सीजन स्तर तथा जैविक गतिविधि का माप लेते हैं। 2014 और 2017 के बीच कई सर्दियों में, उन्होंने लगभग 1,000 मीटर की गहराई पर गहरे पानी में क्लोरोफिल के आश्चर्यजनक स्पाइक्स का पता लगाया। अध्ययन में उल्लेख किया गया है कि ऐसी गहराई पर क्लोरोफिल की उपस्थिति से पता चला कि सतह की सामग्री वैज्ञानिकों द्वारा पहले सोचे गए की तुलना में बहुत तेजी से गहरे समुद्र तक पहुँच गई थी। यह अवलोकन इस बात का प्रमाण था कि कुछ अज्ञात और तीव्र प्रक्रिया सतह से गहरे समुद्र तक कार्बनिक पदार्थों का परिवहन कर रही थी, जो गहरे समुद्री पारिस्थितिकी तंत्र के लिए महत्वपूर्ण निहितार्थ रखती है।

सुपरकंप्यूटरों ने खोली परतें

वैज्ञानिकों ने क्लोरोफिल इतनी गहराई तक कैसे पहुँचा, यह निर्धारित करने के लिए क्षेत्रीय अवलोकनों और परिष्कृत कंप्यूटर सिमुलेशन का उपयोग किया। टीम ने बड़े पैमाने पर महासागरीय परिसंचरण और बायोजियोकेमिकल प्रक्रियाओं को दोहराने के लिए बार्सिलोना सुपरकंप्यूटिंग सेंटर (BSC) में उच्च-प्रदर्शन वाले सुपरकंप्यूटरों का सहारा लिया। सिमुलेशन से पता चला कि विशेष रूप से गंभीर सर्दियों के दौरान गहरा संवहन (deep convection) काफी बढ़ जाता है, जिससे गहरे समुद्र में कार्बन-समृद्ध कार्बनिक पदार्थों का परिवहन नाटकीय रूप से बढ़ जाता है। इन मॉडलों ने यह भी दिखाया कि एक बार जब यह सामग्री डूब जाती है, तो यह गहरे समुद्र में जमा हो जाती है, जहाँ यह कार्बन भंडारण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है और गहरे समुद्री पारिस्थितिकी तंत्र के लिए पोषण का एक निरंतर स्रोत प्रदान करती है। यह खोज जलवायु परिवर्तन के संदर्भ में भी महत्वपूर्ण है, क्योंकि यह गहरे समुद्र में कार्बन पृथक्करण के लिए एक प्राकृतिक तंत्र को उजागर करती है, जिससे वायुमंडलीय कार्बन डाइऑक्साइड के स्तर को कम करने में मदद मिल सकती है। यह अध्ययन गहरे समुद्र के पारिस्थितिकी तंत्रों की जटिलता और उनकी अनूठी जीवन-धारण प्रक्रियाओं को समझने में एक महत्वपूर्ण कदम है।