मारियाना द्वीप समूह में समुद्र तल पर शैम्पेन वेंट से उठने वाली बूंदें। साइट से निकलने वाले द्रव में घुलित कार्बन डाइऑक्साइड होता है। NOAA महासागर एक्सप्लोरर
जैसे-जैसे मानव-प्रेरित जलवायु परिवर्तन पर चिंता बढ़ रही है, कई वैज्ञानिक पृथ्वी के इतिहास के माध्यम से उन घटनाओं की ओर देख रहे हैं जो आज होने वाले परिवर्तनों पर प्रकाश डाल सकते हैं। अतीत में ग्रह की जलवायु प्रणाली कैसे बदल गई है इसका विश्लेषण करने से हमारी समझ में सुधार होता है कि यह भविष्य में कैसे व्यवहार कर सकता है।
इन अध्ययनों से अब यह स्पष्ट है कि वार्मिंग की घटनाएं हैं पृथ्वी की जलवायु प्रणाली में बनाया गया। वे तब हुए हैं जब पृथ्वी की सतह पर कार्बन भंडारण में गड़बड़ी ने ग्रीनहाउस गैसों को वायुमंडल में छोड़ा। के लिए भव्य चुनौतियों में से एक मेरे जैसे जलवायु वैज्ञानिक यह निर्धारित करना है कि ये रिलीज़ इंसानों के मौजूद होने से पहले कहाँ से आए थे, और इससे उन्हें क्या नुकसान हुआ। महत्वपूर्ण रूप से, हम जानना चाहते हैं कि क्या ऐसी घटना फिर से हो सकती है।
हाल ही में प्रकाशित एक अध्ययन में, मेरे सहयोगियों केटी हरज़िन, नादिन कृपिंस्की और मुझे पता चला कि पिछले हिमयुग के अंत में, लगभग 20,000 साल पहले, कार्बन डाइऑक्साइड था भूगर्भीय जलाशयों से समुद्र में छोड़ा गया जब समुद्र गर्म होने लगे तो समुद्र के किनारे पर स्थित था।
यह खोज एक संभावित गेम-चेंजर है। पृथ्वी के महासागरों और जलवायु के संभावित गंभीर प्रभावों के साथ, आधुनिक महासागर में कार्बन के प्राकृतिक जलाशयों को फिर से परेशान किया जा सकता है।
पृथ्वी ने पिछले 800,000 वर्षों में हिम युग (कम अंक) और गर्म अंतराल के बीच साइकिल चलायी है। लेकिन वर्तमान जलवायु वार्मिंग पिछले वार्मिंग घटनाओं की तुलना में बहुत तेजी से हो रही है। नासा
अतीत की प्रस्तावना है
भूगर्भिक कार्बन की रिहाई के कारण तेजी से गर्म होने के सबसे प्रसिद्ध उदाहरणों में से एक है पेलियोसीन-ईोसिन थर्मल अधिकतम, या PETM, एक प्रमुख ग्लोबल वार्मिंग घटना है जो 55 मिलियन साल पहले हुई थी। PETM के दौरान, पृथ्वी 9 से 16 डिग्री फ़ारेनहाइट (5 से 9 डिग्री सेल्सियस) तक 10,000 वर्षों के भीतर गर्म हो गई।
जलवायु वैज्ञानिक अब पेटीएम को एक मानते हैं आज होने वाले पर्यावरणीय परिवर्तनों के लिए एनालॉग। PETM एक लंबी अवधि में और मानवीय भागीदारी के बिना हुआ, लेकिन यह दर्शाता है कि अगर भूगर्भीय जलाशयों से कार्बन तेजी से मुक्त होता है तो जलवायु प्रणाली में अंतर्निहित अस्थिरता होती है।
वैज्ञानिकों को यह भी पता है कि वायुमंडलीय कार्बन डाइऑक्साइड का स्तर तेजी से समाप्त हुआ प्लीस्टोसीन हिम युग के प्रत्येक, जलवायु को गर्म करने में मदद करता है। सबसे हाल के वार्मिंग एपिसोड के दौरान, 17,000 साल पहले, पृथ्वी 9 से 13 डिग्री फ़ारेनहाइट (5 से 7 डिग्री सेल्सियस) तक गर्म हो गई।
Paleocene-Eocene थर्मल अधिकतम ने ग्रह को इतनी नाटकीय रूप से गर्म कर दिया कि उष्णकटिबंधीय वर्षा वन उत्तर की ओर आर्कटिक तक बढ़ गए।
हालांकि, सैकड़ों वैज्ञानिक अध्ययन यह स्थापित करने में विफल रहे हैं कि किस कारण से तेजी से कार्बन डाइऑक्साइड बढ़ता है जो प्रत्येक हिमयुग को समाप्त करता है। शोधकर्ताओं का मानना है कि महासागर को शामिल होना चाहिए क्योंकि यह एक बड़े कार्बन संधारित्र के रूप में कार्य करता है, वातावरण में रहने वाले कार्बन की मात्रा को नियंत्रित करना। लेकिन वे अभी भी यह समझने के लिए सुराग खोज रहे हैं कि अचानक जलवायु परिवर्तन के दौरान समुद्र में कार्बन की मात्रा पर क्या प्रभाव पड़ता है।
सागर तल पर रहती है
पिछले दो दशकों में, समुद्र वैज्ञानिकों ने पता लगाया है कि समुद्र के तल पर तरल और ठोस कार्बन डाइऑक्साइड के भंडार हैं, चट्टानों के भीतर और सक्रिय के हाशिए पर तलछट में जल उष्मा। इन स्थलों पर, पृथ्वी के भीतर से ज्वालामुखीय मैग्मा सुपरहीटेड पानी से मिलता है, जो कार्बन डाइऑक्साइड युक्त तरल पदार्थ का उत्पादन करता है जो पृथ्वी की पपड़ी में दरार के माध्यम से छानते हैं, सतह की ओर ऊपर की ओर पलायन करते हैं।
जब इस तरल पदार्थ का एक टुकड़ा ठंडे समुद्री जल से मिलता है, तो कार्बन डाइऑक्साइड हाइड्रेट नामक एक रूप में जम सकता है। हाइड्रेट एक टोपी बनाता है जो चट्टानों और अवसादों के भीतर कार्बन डाइऑक्साइड को फंसाता है और इसे समुद्र में प्रवेश करने से रोकता है। लेकिन मोटे तौर पर 48 डिग्री फ़ारेनहाइट (9 डिग्री सेल्सियस) से ऊपर के तापमान पर, हाइड्रेट पिघल जाएगा, सीधे पानी में उछाल वाले तरल या गैसीय कार्बन डाइऑक्साइड को जारी करना।
इस प्रकार वैज्ञानिकों ने अभी तक ताइवान के पास पश्चिमी प्रशांत क्षेत्र में तरल और हाइड्रेट कार्बन डाइऑक्साइड के जलाशयों का दस्तावेजीकरण किया है ईजियन समुद्र। उथले पानी में, जहां समुद्र का तापमान गर्म होता है और दबाव कम होता है, शोधकर्ताओं ने शुद्ध कार्बन डाइऑक्साइड देखा है गैस के रूप में तलछट से सीधे निकलता है और समुद्र की सतह पर बढ़ रहा है।
लगभग शुद्ध कार्बन डाइऑक्साइड बुलबुले अवसादों से उठते हैं जो पश्चिमी उष्णकटिबंधीय प्रशांत क्षेत्र में एक सक्रिय हाइड्रोथर्मल सिस्टम को कंबल देते हैं। रॉय अमेंड द्वारा जन अमेंड के सौजन्य से तस्वीरें, सीसी द्वारा एनडी
एक जलवायु वाइल्ड कार्ड
ये खोज समुद्री कार्बन प्रणाली के बारे में वैज्ञानिकों की समझ को बदल रही है। जलवायु वैज्ञानिकों ने वर्तमान मॉडल में गहरे समुद्र के कार्बन जलाशयों को शामिल नहीं किया है जो भविष्य के वार्मिंग के संभावित प्रभावों का पता लगाते हैं, क्योंकि इन कार्बन स्रोतों के आकार और वितरण के बारे में बहुत कम जानकारी है।
वास्तव में, वास्तव में ऐसा कोई डेटा नहीं है जो इन जलाशयों से वर्तमान में समुद्र में कार्बन डाइऑक्साइड को दस्तावेज़ित करता है। यह भूगर्भीय इतिहास को महत्वपूर्ण बनाता है: यह पुष्टि करता है कि इन प्रकार के जलाशयों में बड़ी मात्रा में कार्बन छोड़ने की क्षमता होती है जब वे परेशान होते हैं।
स्थलीय वातावरण में एनालॉग कार्बन जलाशयों की भी पहचान की गई है। 1979 में, इंडोनेशिया का डिएंग ज्वालामुखी 142 लोगों का दम घुट गया जब इसने लगभग शुद्ध कार्बन डाइऑक्साइड छोड़ा। 1986 में, कैमरून में Nyos झील के तल में एक कार्बन डाइऑक्साइड जलाशय भड़क उठी, 1,700 स्थानीय ग्रामीणों और सैकड़ों जानवरों की हत्या।
1986 झील न्योस विस्फोट में कार्बन डाइऑक्साइड द्वारा गाय का दम घुट गया। यूएसजीएस / जैक लॉकवुड
कार्बन डाइऑक्साइड भी मैमथ पर्वत, कैलिफ़ोर्निया के चारों ओर स्थित है, जहां पर मैग्मा पृथ्वी की पपड़ी और उथले गहराई पर स्टालों के माध्यम से बढ़ता है। मिट्टी में कार्बन डाइऑक्साइड की उच्च सांद्रता है 100 एकड़ से अधिक पेड़ मारे गए। वैज्ञानिक इसकी पहचान और विशेषता के लिए काम कर रहे हैं भूमि पर अन्य साइटें जहां इस तरह के रिलीज हो सकते हैं।
यह समुद्र के जलाशयों में संग्रहीत कार्बन डाइऑक्साइड को निर्धारित करने के लिए बहुत अधिक चुनौतीपूर्ण है। सीफ्लोर के विशाल क्षेत्रों में सक्रिय ज्वालामुखी और हाइड्रोथर्मल वेंटिंग की साइटें हैं, लेकिन वैज्ञानिकों को लगभग कुछ भी नहीं पता है कि आसपास की चट्टानों और अवसादों में कार्बन डाइऑक्साइड कितना जमा हो रहा है। मेरे विचार में, समुद्री सेटिंग्स का अध्ययन करने की तत्काल आवश्यकता है जहां कार्बन डाइऑक्साइड जमा होने की संभावना है, और फिर यह आकलन करने के लिए कि वे अस्थिरता के लिए कितने अतिसंवेदनशील हो सकते हैं।
वार्मिंग महासागरों, बढ़ते जोखिम
यह एक प्रयास नहीं है जिसे स्थगित किया जाना चाहिए। पृथ्वी के महासागर तेजी से गर्म हो रहे हैं, और जलवायु मॉडल का अनुमान है कि वे ध्रुवों के पास सबसे तेजी से गर्म होंगे, जहां गहरी धाराएं बनती हैं सतह से नीचे की ओर गर्म पानी ले जाना.
चूंकि ये गर्म पानी समुद्र के अंदरूनी हिस्से में डूबते हैं, इसलिए वे उन स्थानों की ओर अधिक गर्मी पहुँचाते हैं, जहाँ कार्बन डाइऑक्साइड के भंडार बन सकते हैं। वे गर्म पानी अंततः तरल कार्बन डाइऑक्साइड को बनाए रखने वाले हाइड्रेट सील को अस्थिर कर देंगे।
थर्मोहेलियन सर्कुलेशन नामक एक बहुत बड़ी, धीमी धारा पृथ्वी के ध्रुवीय क्षेत्रों में गर्म पानी पहुंचाती है, जहां यह ठंडा होकर गहरे समुद्र में चला जाता है। GRID-Arendal के माध्यम से Maphoto / Riccardo Pravettoni, सीसी द्वारा एनडी
ऐसा ही एक जलाशय पश्चिमी प्रशांत के पश्चिम में होता है ओकिनावा गर्त पूर्वी चीन सागर में। इस स्थान पर नीचे के पानी का तापमान 37 से 39 डिग्री फ़ारेनहाइट (3 से 4 डिग्री सेल्सियस) है, जिसका अर्थ है कि हाइड्रेट कैप इसके पिघलने बिंदु के 4-5 डिग्री सेल्सियस के भीतर है।
महत्वपूर्ण रूप से, गर्म हाइड्रोथर्मल तरल पदार्थ कार्बन डाइऑक्साइड जलाशय के नीचे से सतह की ओर बढ़ रहे हैं। जैसे-जैसे महासागर गर्म होते रहेंगे, ठंडे महासागरीय जल और गर्म जलतापीय तरल पदार्थों के बीच तापमान का अंतर कम होता जाएगा। इससे हाइड्रेट पतले हो जाएगा, संभवतः एक बिंदु पर जहां यह अब तरल कार्बन डाइऑक्साइड को बचने से नहीं रखेगा।
आज तक यह आकलन करने के लिए कोई शोध नहीं हुआ है कि क्या ये महासागर कार्बन डाइऑक्साइड जलाशय बढ़ते समुद्र के तापमान की चपेट में हैं। लेकिन पृथ्वी का पूर्व-ऐतिहासिक रिकॉर्ड स्पष्ट रूप से दर्शाता है कि भूगर्भीय जलाशयों को अस्थिर किया जा सकता है - और जब वे होते हैं, तो इससे वायुमंडलीय कार्बन डाइऑक्साइड और ग्लोबल वार्मिंग में तेजी से वृद्धि होती है। मेरे विचार में, यह एक महत्वपूर्ण अज्ञात जोखिम का प्रतिनिधित्व करता है जिसे अनदेखा नहीं किया जा सकता है।
के बारे में लेखक
लोवेल डी। स्टॉट, प्रोफेसर, दक्षिणी कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय - पत्र, कला और विज्ञान के डॉर्नसिफ़ कॉलेज
इस लेख से पुन: प्रकाशित किया गया है वार्तालाप क्रिएटिव कॉमन्स लाइसेंस के तहत। को पढ़िए मूल लेख.
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