Madden–Julian oscillations and Calendar-band frequencies in the geological past
उत्तर पेलियोजीन और प्रारंभिक नियोजीन कैरिबियन के फोरामिनिफेरा में विकास दोलनों के विश्लेषण से चंद्र चक्रों और वायुमंडलीय मैडेन-जूलियन दोलनों के अनुरूप आवर्तता का पता चलता है, जो यह सुझाव देता है कि उस भूगर्भीय काल के दौरान एमजेओ (MJO) महाद्वीपीय बाधाओं द्वारा महत्वपूर्ण क्षीणन के बिना वैश्विक स्तर पर प्रसारित हुआ था।
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महासागर की सूर्यित परत की गहराई में, सूक्ष्म जीवन प्रकाश और समय के एक नाजुक संतुलन पर फलता-फूलता है। इन नन्हे जीवों के बीच बड़े फोरामिनिफेरा (foraminifera) भी हैं, जो एककोशिकीय जीव हैं और जटिल, कांच जैसी संरचना वाली बाहरी परतें (shells) बनाते हैं। उनमें से कई शैवाल (algae) के साथ साझेदारी में रहते हैं, और अपनी वृद्धि को ईंधन देने के लिए शैवाल द्वारा पकड़े गए सूर्य के प्रकाश पर निर्भर रहते हैं। चूंकि उनका अस्तित्व प्रकाश पर बहुत अधिक निर्भर करता है, इसलिए उनकी वृद्धि का पैटर्न यादृच्छिक नहीं है; वे आकाश और समुद्र की लय के अनुरूप ढले हुए हैं। जिस प्रकार पौधे सूर्य की ओर मुड़ते हैं, ये जीव ज्वार-भाटे, चंद्रमा की कलाओं और यहाँ तक कि ऊपर के वायुमंडल के बदलते पैटर्न के जवाब में अपनी बाहरी परतों का निर्माण करते हैं। दशकों से, वैज्ञानिकों ने जीवित प्रजातियों में इन लय का अध्ययन किया है, यह पाते हुए कि उनकी बाहरी परतें ग्रह की धड़कन को दर्ज करती हैं। लेकिन क्या होगा यदि ये लय केवल एक आधुनिक घटना नहीं थीं? क्या होगा यदि प्राचीन जीवों की बाहरी परतें हमें लाखों साल पहले के मौसम प्रणालियों के बारे में बता सकें, जो मनुष्यों के पृथ्वी पर चलने से भी बहुत पहले की हैं?
वियना विश्वविद्यालय और जियोस्फीयर ऑस्ट्रिया (GeoSphere Austria) के शोधकर्ताओं की एक टीम ने कैरिबियन में पाई जाने वाली इन प्राचीन फोरामिनिफेरा के तीन विशिष्ट प्रकार के जीवाश्मों पर अपना ध्यान केंद्रित किया है। ये जीव, जो लेट ईओसीन (Late Eocene), लेट ओलिगोसीन (Late Oligocene) और अर्ली मायोसीन (Early Miocene) युगों के दौरान जीवित थे, लेपिडोसाइक्लिनिड्स (lepidocyclinids) नामक समूह से संबंधित हैं। अपने आधुनिक रिश्तेदारों की तरह, उनके पास कांच जैसी बाहरी परतें थीं जो छोटे, दोहराव वाले कक्षों (chambers) में विभाजित थीं, जो आगे और भी सूक्ष्म इकाइयों में उप-विभाजित थीं। शोधकर्ताओं ने इन जीवाश्मों के पतले स्लाइसों का परीक्षण किया, और जैसे-जैसे जीव बढ़ता गया, प्रत्येक छोटी इकाई के आकार को मापा। वे एक पैटर्न की तलाश में थे: इन कक्षों के आकार में एक दोहराव वाला उतार-चढ़ाव, जो यह संकेत दे सके कि जीव अपने पर्यावरण में एक नियमित चक्र के प्रति प्रतिक्रिया कर रहा था।
विश्लेषण ने एक स्पष्ट और सुसंगत कहानी प्रकट की। जैसे-जैसे प्राचीन फोरामिनिफेरा बढ़ते थे, उनके कक्षों का आकार सुचारू रूप से नहीं बढ़ता था। इसके बजाय, वृद्धि एक अनुमानित लय में घटती-बढ़ती रहती थी। जब शोधकर्ताओं ने एक जीवित रिश्तेदार की विकास दर का उपयोग करते हुए कक्षों की संख्या को दिनों में अनुवादित किया, तो उन्होंने पाया कि ये लय समय के विशिष्ट चक्रों से मेल खाती थीं। सबसे प्रमुख पैटर्न लगभग हर 7.8 दिनों में, हर 13.9 दिनों में और हर 26.7 दिनों में दिखाई दिए। कुछ कमजोर, लंबे लय भी 38.5 और 58.6 दिनों के आसपास दिखाई दिए। ये समय सीमाएं मनमानी नहीं हैं; वे ज्ञात प्राकृतिक चक्रों के साथ निकटता से मेल खाती हैं। 13.9-दिवसीय और की 26.7-दिवसीय अवधि क्रमशः अर्ध-मासिक स्प्रिंग-नीप (spring-neap) ज्वार और चंद्रमा के मासिक चक्र के अनुरूप है। 7.8-दिवसीय लय, जिसे सर्केसेप्टन (circaseptan) चक्र कहा जाता है, किसी विशिष्ट बाहरी घटना से जोड़ना कठिन है और यह एक आंतरिक जैविक घड़ी हो सकती है।
हालाँकि, सबसे आश्चर्यजनक खोज लंबी लय में निहित है। लगभग 50 दिनों के आसपास होने वाले दोलन मैडेन-जूलियन ऑसिलेशन (Madden-Julian Oscillation) नामक एक विशाल वायुमंडलीय घटना से संबंध का सुझाव देते हैं। यह एक बड़े पैमाने की मौसम प्रणाली है जो भूमध्य रेखा के चारों ओर पूर्व की ओर चलती है, जो 30 से 90 दिनों की अवधि में भारी बारिश और शुष्क स्थितियों के वैकल्पिक दौर लाती है। आज, यह मौसम प्रणाली मध्य अमेरिका के भूचर मार्ग (land bridge) द्वारा बाधित होती है, जो अटलांटिक और प्रशांत महासागरों को अलग करता है। फिर भी, कैरिबियन से प्राप्त जीवाश्म साक्ष्य बताते हैं कि लेट पेलोजीन (Late Paleogene) और अर्ली नियोजीन (Early Neogene) के दौरान, यह बाधा उसी तरह मौजूद नहीं थी। शोधकर्ता प्रस्ताव देते हैं कि उस समय गर्म समुद्री जल अटलांटिक और प्रशांत के बीच स्वतंत्र रूप से प्रवाहित होता था, जिससे मैडेन-जूलियन ऑसिलेशन की वायुमंडलीय स्पंदन (pulse) भूमध्य रेखा के चारों ओर निर्बाध रूप से यात्रा कर पाती थी।
यह खोज प्राचीन जलवायु के बारे में हमारी समझ को नया रूप देती है। यह सुझाव देता है कि इन भूवैज्ञानिक कालखंडों के दौरान, वैश्विक जलवायु को संचालित करने वाली मौसम प्रणालियाँ आज की तुलना में अधिक जुड़ी हुई और शक्तिशाली थीं। फोरामिनिफेरा, अपनी बाहरी परतों में इन वायुमंडलीय संकेतों को दर्ज करके, उस समय की एक अनूठी खिड़की प्रदान करते हैं जब भूमध्य रेखा गर्म पानी और मौसम की एक निरंतर पट्टी थी। यह अध्ययन यह दावा नहीं करता है कि इसने प्राचीन जलवायु के हर रहस्य को सुलझा लिया है, बल्कि यह अतीत को पढ़ने की एक नई विधि प्रदान करता है। इन सूक्ष्म कोशिकीय परतों की विकास रेखाओं को एक कैलेंडर के रूप में मानकर, वैज्ञानिक अब न केवल ज्वार-भाटे और चंद्रमा को, बल्कि वायुमंडल की सांसों को भी पहचान सकते हैं, जिससे एक ऐसी दुनिया का पता चलता है जहाँ हिंद महासागर के मौसम पैटर्न अपनी शक्ति खोए बिना कैरिबियन तक लहरें भेज सकते थे।
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