आधुनिक प्रशांत महासागर सबसे बड़े ऑक्सीजन की कमी वाले क्षेत्रों (ओडीजेड) की मेजबानी करता है, जहां ऑक्सीजन की सांद्रता इतनी कम है कि नाइट्रेट का उपयोग कार्बनिक पदार्थों को सांस लेने के लिए किया जाता है। भविष्य के मृत क्षेत्रों के पैमाने और स्थान की भविष्यवाणी करने की कोशिश में वैज्ञानिकों ने ऐतिहासिक सुरागों के लिए अतीत की ओर देखा है।
वैज्ञानिकों की एक अंतरराष्ट्रीय टीम ने एक नए अध्ययन में बताया कि आज का सबसे बड़ा खुला महासागर मृत क्षेत्र 8 मिलियन वर्ष पहले समुद्री पोषक तत्वों की बढ़ती मात्रा के कारण उभरा था।
बोस्टन कॉलेज रिपोर्ट के प्रमुख लेखक, पृथ्वी और पर्यावरण विज्ञान के सहायक प्रोफेसर ज़िंगचेन "टोनी" वांग ने कहा, “हालाँकि आज पोषक तत्व संवर्धन के स्रोत अलग-अलग हो सकते हैं, लेकिन जिन यांत्रिकी ने वैज्ञानिकों को “ऑक्सीजन की कमी वाले क्षेत्र” कहा है, वे वही बने हुए हैं। अतीत के समुद्री मृत क्षेत्रों की बेहतर समझ भविष्य के महासागर संरक्षण प्रयासों में मदद कर सकती है।"
"समुद्री पारिस्थितिक तंत्र की बेहतर सुरक्षा और मत्स्य पालन का प्रबंधन करने के लिए, यह भविष्यवाणी करना महत्वपूर्ण है कि भविष्य में महासागर का 'मृत क्षेत्र' कैसे विकसित होगा।"
तटीय महासागर मृत क्षेत्र मुख्य रूप से लोगों द्वारा भूमि पर उपयोग किए जाने वाले उर्वरक जैसे पोषक तत्वों की अधिकता के कारण उत्पन्न होता है। हर साल, मिसिसिप्पी नदीमानव उर्वरक न्यू जर्सी राज्य के आकार के एक मृत क्षेत्र का कारण बनते हैं मेक्सिको की उत्तरी खाड़ी.
वांग ने कहा, “ये क्षेत्र प्राकृतिक रूप से खुले समुद्र में भी पाए जाते हैं, जिनमें से सबसे बड़े पूर्वी क्षेत्र में पाए जाते हैं प्रशांत महासागर. यह स्पष्ट नहीं है कि ग्रह के गर्म होने पर ये मृत क्षेत्र कैसे बदलेंगे। इसलिए, हमने इसके भविष्य के व्यवहार की बेहतर भविष्यवाणी करने के लिए पूर्वी प्रशांत मृत क्षेत्र के इतिहास का अध्ययन किया।
इस अध्ययन में वैज्ञानिकों ने मानव गतिविधि के प्रभावित होने से पहले खुले समुद्र के मृत क्षेत्रों के विकास को निर्धारित करने का प्रयास किया सागर. उन्होंने यह भी देखने का निर्णय लिया कि क्या ये मृत क्षेत्र हमेशा मौजूद रहते हैं। यदि हां, तो क्यों?
ऐसा करने के लिए, उन्होंने आज के सबसे बड़े समुद्री मृत क्षेत्र के पास समुद्र तलछट की रासायनिक संरचना की जांच की। उन्होंने 12 मिलियन वर्ष पुराने तलछट के नमूने प्राप्त किए और फोरामिनिफेरा नामक सूक्ष्म जीवाश्मों में निहित नाइट्रोजन का विश्लेषण किया।
वैज्ञानिकों ने विनाइट्रीकरण के साक्ष्य के लिए मृत क्षेत्रों की खोज की, जो तब हो सकता है जब ऑक्सीजन का स्तर इतना कम हो कि सूक्ष्मजीवों को ऊर्जा के प्राथमिक स्रोत के रूप में नाइट्रेट का उपयोग करना पड़े। रोगाणु विनाइट्रीकरण के दौरान हल्के नाइट्रोजन-14 समस्थानिक को खाना पसंद करते हैं, जिसमें दो स्थिर समस्थानिक होते हैं: नाइट्रोजन-14 और नाइट्रोजन-15।
विस्तारित ऑक्सीजन-कमी वाले क्षेत्रों से भी विनाइट्रीकरण क्षेत्रों का विस्तार होता है। रिपोर्ट के अनुसार, यह शेष नाइट्रेट के नाइट्रोजन-15 से नाइट्रोजन-14 के अनुपात को बढ़ा सकता है, जो समुद्री पारिस्थितिक तंत्र में नाइट्रोजन के चक्रण द्वारा फोरामिनिफेरा जैसे समुद्री जीवों में दर्ज किया जाता है।
वांग ने कहा, "समुद्री तलछटों में फोरामिनिफेरा के नाइट्रोजन-15 से नाइट्रोजन-14 के अनुपात का विश्लेषण करके, हम ऑक्सीजन की कमी वाले क्षेत्रों की सीमा के इतिहास का पुनर्निर्माण कर सकते हैं।"
वैज्ञानिकों ने उसी तलछट में फास्फोरस और लौह सामग्री का भी विश्लेषण किया। उनके विश्लेषण से गहरे प्रशांत महासागर में प्राचीन पोषक तत्वों की मात्रा का पता चला।
अध्ययन के सह-लेखक और कैलिफोर्निया इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी में प्रोफेसर वुडवर्ड डब्ल्यू फिशर ने कहा, “गहरे समुद्र में पोषक तत्वों की मात्रा का पुनर्निर्माण करना कठिन है, और हमारा रिकॉर्ड पिछले 12 मिलियन वर्षों में अपनी तरह का पहला है; इसके रुझानों के लिए महत्वपूर्ण निहितार्थ हैं वैश्विक कार्बन चक्र और जलवायु परिवर्तन".
वांग ने कहा, "तलछटी रिकॉर्ड ने टीम को दिखाया कि सबसे बड़ा खुला महासागर मृत क्षेत्र पिछले 8 मिलियन वर्षों में धीरे-धीरे विस्तारित हुआ।"
“इसके अलावा, इन मृत क्षेत्रों का विस्तार मुख्य रूप से पोषक तत्वों के संवर्धन के कारण हुआ। यह तंत्र आज के मृत क्षेत्रों के निर्माण के समान है तटीय जल, सिवाय इसके कि वर्तमान पोषक तत्व संवर्धन के लिए मनुष्य जिम्मेदार हैं।
वांग ने कहा, “ये निष्कर्ष खुले समुद्र के मृत क्षेत्रों के भविष्य के व्यवहार की बेहतर भविष्यवाणी करने में मदद कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, मानवीय गतिविधियाँ समुद्र में अधिक से अधिक नाइट्रोजन जोड़ रही हैं। वे खुले महासागर में डीऑक्सीजनेशन प्रक्रियाओं पर मानवजनित नाइट्रोजन के प्रभाव को बेहतर ढंग से मापने के लिए जलवायु और महासागर मॉडल में सुधार की आवश्यकता का समर्थन कर सकते हैं।
फिशर ने कहा, "8 मिलियन वर्ष पहले से पोषक तत्वों में वृद्धि संभवतः मौसम में वृद्धि और भूमि पर कटाव के कारण हुई थी, जिससे समुद्र में फॉस्फोरस की डिलीवरी में वृद्धि होगी।"
वांग कहा, “इसके अलावा, स्थलीय पारिस्थितिकी तंत्र में 8 से 6 मिलियन वर्ष पहले एक बड़ा बदलाव आया। कई वनों का स्थान कम घने घास के मैदानों ने ले लिया, जिसे C4 पारिस्थितिकी तंत्र के विस्तार के रूप में जाना जाता है। अधिक घास के मैदान के साथ, मृदा अपरदन इस अवधि के दौरान वृद्धि हो सकती है, और इससे समुद्र में कार्बनिक पोषक तत्वों का अधिक स्थानांतरण शुरू हो गया होगा।
"इस शोध में संभावित अगला कदम यह निर्धारित करना होगा कि मानव गतिविधि से समुद्र में नाइट्रोजन का प्रवाह समुद्र के पोषक चक्र को कैसे प्रभावित कर सकता है।"
“मुख्य प्रश्न हमारे तटीय क्षेत्रों में हैं, जहां सबसे अधिक मानवजनित नाइट्रोजन समुद्र में प्रवेश करती है। यदि अधिकांश मानवजनित नाइट्रोजन को तटीय क्षेत्रों में हटा दिया जाता है - अनिवार्य रूप से तलछट में होने वाले विनाइट्रीकरण द्वारा - तो इससे पूरे महासागर पर प्रभाव कम हो सकता है। बीसी में हमारा शोध समूह वर्तमान में समुद्र में मानवजनित नाइट्रोजन के भाग्य को बेहतर ढंग से समझने के लिए मैक्सिको की उत्तरी खाड़ी में कुछ काम कर रहा है।
जर्नल संदर्भ:
- ज़िंगचेन टोनी वांग, महासागरीय पोषक तत्वों में वृद्धि और प्रशांत ऑक्सीजन की कमी वाले क्षेत्रों की देर से मियोसीन शुरुआत, नेशनल एकेडमी ऑफ साइंसेज की कार्यवाही (2022)। DOI: 10.1073 / pnas.2204986119
