वैश्विक कार्बन चक्र पृथ्वी की जलवायु पर पर्याप्त नियंत्रण रखता है। फिर भी, पृथ्वी पर जीवन पिछले 3.7 अरब वर्षों से धड़कता रहा है। पृथ्वी के इतिहास को समझना, मानवजनित जलवायु परिवर्तन के दीर्घकालिक प्रभाव और ग्रहों की रहने की क्षमता इस बात पर निर्भर करती है कि भूगर्भिक समय के पैमाने पर जलवायु को कैसे बनाए रखा जाता है।
एमआईटी वैज्ञानिकों ने पुष्टि की है कि पृथ्वी में एक "स्थिर प्रतिक्रिया" तंत्र है जो जलवायु को किनारे से वापस खींचने और स्थिर, रहने योग्य सीमा के भीतर वैश्विक तापमान को बनाए रखने के लिए लाखों वर्षों से कार्य करता है।
वैज्ञानिकों के अनुसार, वह संभावित तंत्र सिलिकेट अपक्षय है। यह एक भूवैज्ञानिक प्रक्रिया है जिसके द्वारा सिलिकेट चट्टानों के धीमे और स्थिर अपक्षय में रासायनिक प्रतिक्रियाएं शामिल होती हैं जो अंततः होती हैं कार्बन डाइआक्साइड वायुमंडल से बाहर और समुद्र की तलछट में, गैस पत्थरों में फंस जाती है।
लंबे समय तक, वैज्ञानिकों ने माना कि सिलिकेट अपक्षय की नियंत्रण में महत्वपूर्ण भूमिका है पृथ्वी का कार्बन चक्र. इसका तंत्र कार्बन डाइऑक्साइड - और वैश्विक तापमान - को नियंत्रण में रखने में भूवैज्ञानिक रूप से निरंतर बल प्रदान कर सकता है। हालाँकि, अब तक इस तरह के फीडबैक के निरंतर संचालन का कोई प्रत्यक्ष प्रमाण नहीं देखा गया है।
इस अध्ययन के लिए वैज्ञानिकों ने पुराजलवायु डेटा का अध्ययन किया जिसमें पिछले 66 मिलियन वर्षों में औसत वैश्विक तापमान में परिवर्तन दर्ज किया गया। बाद में गणितीय विश्लेषण लागू करके, टीम ने यह निर्धारित किया कि क्या डेटा ने भूगर्भिक समय के पैमाने पर वैश्विक तापमान पर लगाम लगाने वाली घटना को स्थिर करने की विशेषता वाले किसी पैटर्न का खुलासा किया है।
उन्होंने पाया कि, सैकड़ों हजारों वर्षों में, वास्तव में एक निरंतर पैटर्न प्रतीत होता है जिसमें पृथ्वी के तापमान में उतार-चढ़ाव को नियंत्रित किया जाता है। इस प्रभाव की अवधि सिलिकेट अपक्षय के लिए अनुमानित समय-सीमा के बराबर है।
वैज्ञानिकों ने भूगर्भिक इतिहास के माध्यम से वैश्विक तापमान में उतार-चढ़ाव के आंकड़ों को देखा। वे पुष्टि करना चाहते थे कि क्या स्थिरीकरण फीडबैक वास्तव में काम कर रहा है। उन्होंने पिछले शोधकर्ताओं द्वारा प्राप्त विभिन्न प्रकार के वैश्विक तापमान रिकॉर्ड का उपयोग किया, जिनमें संरक्षित भी शामिल हैं अंटार्कटिक बर्फ प्रागैतिहासिक समुद्री जीवाश्मों और सीपियों की रासायनिक संरचना पर कोर और डेटा।
एमआईटी के पृथ्वी, वायुमंडलीय और ग्रह विज्ञान विभाग (ईएपीएस) में स्नातक छात्र कॉन्स्टेंटिन अर्न्सचिड्ट ने कहा, “यह पूरा अध्ययन केवल इसलिए संभव है क्योंकि इन गहरे समुद्र के तापमान रिकॉर्ड के रिज़ॉल्यूशन में सुधार करने में काफी प्रगति हुई है। अब हमारे पास 66 मिलियन वर्ष पुराना डेटा है, जिसमें डेटा बिंदुओं के बीच अधिकतम हजारों वर्ष का अंतर है।”
अध्ययन में वैज्ञानिकों ने जिस गणितीय विश्लेषण का उपयोग किया, उसमें स्टोकेस्टिक अंतर समीकरण शामिल थे। इन समीकरणों का उपयोग आमतौर पर व्यापक रूप से उतार-चढ़ाव वाले डेटासेट में पैटर्न प्रकट करने के लिए किया जाता है।
अर्नशेड्ट बताते हैं, “हमने महसूस किया कि यह सिद्धांत आपकी अपेक्षा के अनुरूप भविष्यवाणी करता है पृथ्वी का तापमान इतिहास को ऐसे देखा जा सकता है जैसे कि कुछ निश्चित समय-सीमाओं पर प्रतिक्रियाएँ कार्य कर रही हों।''
इस दृष्टिकोण की बदौलत, वैज्ञानिक पिछले 66 मिलियन वर्षों के औसत वैश्विक तापमान के इतिहास का विश्लेषण कर सकते हैं। उन्होंने यह भी निर्धारित किया कि क्या प्रत्येक समय-सीमा के भीतर स्थिर प्रतिक्रिया का कोई पैटर्न उभरा है।
एमआईटी में भूभौतिकी के प्रोफेसर डैनियल रोथमैन ने कहा, “कुछ हद तक, यह ऐसा है जैसे आपकी कार सड़क पर तेजी से चल रही है, और जब आप ब्रेक लगाते हैं, तो रुकने से पहले आप काफी देर तक फिसलते हैं। एक समय-सीमा होती है जिस पर घर्षण प्रतिरोध, या स्थिर प्रतिक्रिया तब शुरू होती है जब सिस्टम स्थिर स्थिति में लौटता है।
फीडबैक को स्थिर किए बिना समय के साथ तापमान में उतार-चढ़ाव बढ़ना चाहिए। हालाँकि, टीम की जांच ने एक ऐसे शासन की पहचान की जिसमें परिवर्तनों में सुधार नहीं हुआ, यह सुझाव देते हुए कि उतार-चढ़ाव अत्यधिक होने से पहले एक स्थिरीकरण तंत्र मौजूद था। सिलिकेट अपक्षय के लिए वैज्ञानिकों द्वारा भविष्यवाणी की गई सैकड़ों हजारों वर्ष इस स्थिर प्रभाव के लिए समय-सीमा के साथ मेल खाते हैं।
वैज्ञानिकों ने पाया कि डेटा से लंबे समय के पैमाने पर कोई स्थिर प्रतिक्रिया सामने नहीं आई। अर्थात्, दस लाख वर्षों से अधिक समय के पैमाने पर वैश्विक तापमान में कोई आवर्ती गिरावट नहीं दिखती है। तो फिर, इतने लंबे समय के पैमाने पर, किस चीज़ ने वैश्विक तापमान को नियंत्रण में रखा है?
रोथमैन ने कहा, "ऐसा विचार है कि संयोग ने यह निर्धारित करने में प्रमुख भूमिका निभाई होगी कि 3 अरब से अधिक वर्षों के बाद भी जीवन क्यों मौजूद है।"
दूसरे शब्दों में, जैसे-जैसे पृथ्वी के तापमान में लंबे समय तक उतार-चढ़ाव होता रहता है, ये उतार-चढ़ाव भूगर्भिक दृष्टि से इतने छोटे हो सकते हैं कि एक सीमा के भीतर हों, जिससे स्थिर प्रतिक्रिया, जैसे कि सिलिकेट अपक्षय, समय-समय पर जलवायु को नियंत्रण में रख सके, और अधिक महत्वपूर्ण बात, रहने योग्य क्षेत्र के भीतर।
जर्नल संदर्भ:
- कॉन्स्टेंटिन डब्ल्यू अर्न्सचिड्ट एट अल। विभिन्न समय पैमानों पर स्थिर पृथ्वी प्रणाली फीडबैक की उपस्थिति या अनुपस्थिति। विज्ञान अग्रिम। DOI: 10.1126/sciadv.adc9241
