Carbon release from Chatham Rise pockmarks may have been climatically relevant during the last deglaciation
यह अध्ययन एक 2D हाइड्रोमैकेनिकल मॉडल का उपयोग करके यह प्रदर्शित करता है कि अंतिम हिमयुग के दौरान चैथम राइज़ पॉकमार्क्स से तेजी से तरल विमोचन से प्रति वर्ष लगभग 2 पेटाग्राम CO2 उत्सर्जित हो सकती थी, जो पेलियोसीन-इओसीन थर्मल मैक्सिममम की दर से काफी अधिक है, जो यह सुझाव देता है कि ऐसा भूवैज्ञानिक कार्बन विमोचन डिग्लेशियल वायुमंडलीय CO2 प्रवृत्तियों का एक प्रमुख, पहले से कम आकलित चालक था।
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महासागर के तल के बहुत नीचे, प्राचीन कार्बन के विशाल भंडार चट्टानों और तलछट की परतों के भीतर फंसे हुए हैं। दशकों से, वैज्ञानिक जानते हैं कि पृथ्वी की जलवायु वायुमंडल में कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा से मजबूती से जुड़ी हुई है, लेकिन इस कार्बन को गहरे पृथ्वी और हवा के बीच स्थानांतरित करने वाले सटीक तंत्र कुछ हद तक रहस्यमय रहे हैं। एक प्रमुख प्रश्न यह रहा है कि यह भूगर्भीय कार्बन कितनी तेजी से और कितनी मात्रा में सतह तक निकल सकता है, विशेष रूप से उन समयों में जब ग्रह गर्म हो रहा होता है और बर्फ की चादरें पिघल रही होती हैं। जब बर्फ की भारी मात्रा पिघलती है, तो समुद्र के तल पर दबाव डालने वाले भार में परिवर्तन आता है, और यह बदलाव जमीन के नीचे से तरल पदार्थों को निकलने के लिए प्रेरित कर सकता है। यदि ये तरल पदार्थ कार्बन डाइऑक्साइड ले जाते हैं, तो वे संभावित रूप से ग्लोबल वार्मिंग को तेज कर सकते हैं, जिससे एक फीडबैक लूप बन सकता है जहाँ गर्मी से अधिक कार्बन का निकलना होता है, जो फिर से अधिक गर्मी का कारण बनता है। गैसों के इन छिपे हुए स्पंदों (पल्स) को समझना अतीत के जलवायु का पुनर्निर्माण करने और भविष्य में पृथ्वी प्रणाली के व्यवहार की भविष्यवाणी करने के लिए महत्वपूर्ण है।
न्यूजीलैंड के तट पर, चैथम राइज़ (Chatham Rise) नामक एक सबमरीन प्लेटो (समुद्री पठार) इस प्रक्रिया के बारे में एक विशाल, मौन सुराग रखता है। वहां का समुद्री तल नीचे से निकलने वाले तरल पदार्थों के निष्कासन से बने 45,000 से अधिक गड्ढों (क्रेटर) से भरा हुआ है। दुनिया के अन्य हिस्सों में इसी तरह के क्रेटर अक्सर पिघलती बर्फ से मीथेन गैस के निकलने से जुड़े होते हैं, लेकिन चैथम राइज़ कभी ग्लेशियरों से ढका नहीं था, और इन क्रेटरों में मीथेन नहीं है। इसके बजाय, रासायनिक साक्ष्य बताते हैं कि ये क्रेटर प्राचीन कार्बन डाइऑक्साइड के वेंट (निकास द्वार) हैं जो लाखों वर्षों से पृथ्वी की पपड़ी के भीतर चूना पत्थर की चट्टानों में बंद थे। इन क्रेटरों के प्रकट होने का समय सीधे तौर पर उस अंतिम समय की ओर संकेत करता है जब दुनिया एक हिमयुग से बाहर निकल रही थी, जिसे 'डिग्लेशिएशन' (deglaciation) के रूप में जाना जाता है। यह एक सम्मोहक संभावना पैदा करता है: कि उस समय समुद्र के स्तर में तेजी से हुई वृद्धि ने एक स्विच की तरह काम किया, जिसने गहरे कार्बन भंडारों को खोल दिया और उन्हें महासागर और वायुमंडल में पंप कर दिया।
इस विचार का परीक्षण करने के लिए, शोधकर्ताओं की एक टीम ने चैथम राइज़ के नीचे के समुद्र तल का एक कंप्यूटर सिमुलेशन बनाया। उन्होंने मिट्टी युक्त तलछट की मोटी परतों पर ध्यान केंद्रित किया जो गहरे कार्बन भंडारों और समुद्र के तल के बीच स्थित हैं। सामान्य समय में, जब समुद्र का स्तर स्थिर होता है, तो तरल पदार्थ इन तलछटों के माध्यम से धीरे और समान रूप से चलते हैं, जैसे कि एक स्पंज के माध्यम से पानी सोखता है। हालांकि, शोधकर्ताओं ने मॉडल किया कि क्या होता है जब समुद्र का स्तर तेजी से बढ़ता है, जैसा कि पिछले हिमयुग के अंत के दौरान हुआ था। उनके मॉडल ने दिखाया कि पानी के भार में यह तीव्र वृद्धि मिट्टी की तलछट को ऐसी स्थिति में धकेल देती है जहाँ वह पर्याप्त तेजी से जल निकासी नहीं कर सकती। यह दबाव बढ़ जाता है और तरल पदार्थ को धीरे-धीरे रिसने के बजाय, संकीर्ण, शक्तिशाली चैनलों के माध्यम से रास्ता खोजने और सतह को तोड़ने के लिए मजबूर करता है। ये चैनल अंततः सतह तक पहुँच जाते हैं, जिससे समुद्र के तल पर दिखने वाले क्रेटर बनते हैं।
सिमुलेशन ने खुलासा किया कि एक बार जब ये चैनल बन जाते हैं, तो वे तरल पदार्थ को हिमयुगों के बीच होने वाले धीमे, निरंतर रिसाव की तुलना में लगभग एक हजार गुना तेजी से ले जाते हैं। इन मार्गों के माध्यम से तरल के प्रवाह का अनुमान लगाने के लिए शोधकर्ताओं ने अपने मॉडल को विस्तार से मैप किए गए 476 छोटे क्रेटरों पर लागू किया। उन्होंने गणना की कि इन मार्गों के माध्यम से बहने वाले तरल की मात्रा प्रति वर्ष लगभग 1,800 घन किलोमीटर थी। जलवायु प्रभाव को समझने के लिए, टीम ने इस तरल आयतन को कार्बन डाइऑक्साइड के द्रव्यमान में परिवर्तित किया। यहाँ तक कि सबसे रूढ़िवादी अनुमानों का उपयोग करते हुए भी—यह मानते हुए कि तरल में कार्बन डाइऑक्साइड का केवल एक छोटा सा हिस्सा था और वह गैसीय अवस्था में था—परिणाम चौंकाने वाला था। कार्बन डाइऑक्साइड के निकलने की दर लगभग 2 पेटाग्राम प्रति वर्ष आई।
पृथ्वी के इतिहास के संदर्भ में यह संख्या महत्वपूर्ण है। शोधकर्ताओं ने अपने निष्कर्ष की तुलना एक प्रसिद्ध प्राचीन तापन घटना, 'पेलियोसीन-ईओसीन थर्मल मैक्सिमम' (Paleocene-Eocene Thermal Maximum) के आरंभ से की, जिसने बड़े पैमाने पर विलुप्ति और वैश्विक तापमान में उछाल पैदा किया था। उनका अनुमान बताता है कि केवल चैथम राइज़ के पोंकमार्क्स (गड्ढों) से कार्बन निकलने की दर उस प्राचीन आपदा की शुरुआत के लिए अनुमानित कार्बन रिलीज की दर से लगभग चार गुना अधिक तेज थी। हालांकि यह अध्ययन एक विशिष्ट उपसमूह के क्रेटरों पर केंद्रित था और प्रत्यक्ष माप के बजाय एक सिमुलेशन का उपयोग किया गया था, फिर भी परिणाम बताते हैं कि चैथम राइज़ जैसे क्षेत्रों से भूगर्भीय कार्बन का निकलना पिछले डिग्लेशिएशन के दौरान जलवायु परिवर्तन का एक प्रमुख, लेकिन पहले अनदेखा किया गया चालक हो सकता है। अध्ययन इंगित करता है कि पृथ्वी का गहरा कार्बन चक्र सतह के परिवर्तनों के प्रति तेजी से प्रतिक्रिया करने में सक्षम है, जो संभावित रूप से ग्रीनहाउस गैसों के विशाल स्पंदों को पहुंचा सकता है जो अतीत की जलवायु को आकार देने में मदद कर सकते थे।
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