Basin Restriction or Oceanic Anoxic Event During the Upper Kellwasser Event in the Appalachian Basin: Insights From mm-scale Analysis of the Point Gratiot Bed
यह अध्ययन पॉइंट ग्रैटियट बेड के मिलीमीटर-स्केल भू-रासायनिक विश्लेषण का उपयोग यह प्रदर्शित करने के लिए करता है कि तीव्र होती अनॉक्सिया (anoxia) के बावजूद मोलिब्डेनम संवर्धन में देखी गई गिरावट को बेसिन प्रतिबंध के बजाय एक वैश्विक महासागरीय अनॉक्सिक घटना द्वारा सबसे अच्छी तरह समझाया जा सकता है, क्योंकि मोलिब्डेनम का स्तर उन संक्षिप्त वेंटिलेशन प्रकरणों के दौरान भी बहाल नहीं हुआ जो बेसिन को मोलिब्डेनम-समृद्ध जलाशय से पुन: जोड़ देते।
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गहन समय (deep time) पत्थर में एक मौन रिकॉर्ड छोड़ जाता है, लेकिन कभी-कभी वह रिकॉर्ड एक ऐसी कहानी बताता है जो खुद का खंडन करती हुई प्रतीत होती है। पृथ्वी की चट्टानों की परतों में, वैज्ञानिक इस बात के सुराग खोजते हैं कि महासागरों में ऑक्सीजन कब समाप्त हो गई थी, जिसे एनोक्सिया (anoxia) के रूप में जाना जाता है। जब समुद्र के तल से ऑक्सीजन गायब हो जाती है, तो कुछ धातुएं, जो आमतौर पर पानी में घुली रहती हैं, कीचड़ में फंस जाती हैं, जिससे एक रासायनिक संकेत बनता जिसे भूवैज्ञानिक लाखों साल बाद पढ़ सकते हैं। इनमें से एक धातु, मोलिब्डेनम (molybdenum), एक संवेदनशील संकेतक की तरह कार्य करती है: यदि पानी स्थिर और ऑक्सीजन रहित है, तो धातु तलछट (sediment) में जमा हो जाती है। यह प्रक्रिया आधुनिक, अलग-थलग पड़े जल निकायों में अच्छी तरह से समझी जाती है जहाँ तल को शेष महासागर से काट दिया गया हो। हालांकि, लेट डेवोनियन (Late Devonian) काल की प्राचीन चट्टानों से एक पहेली उभर कर आई है। इस समय के दौरान, एक सामूहिक विलुप्ति की घटना ने समुद्री जीवन के लगभग आधे हिस्से को खत्म कर दिया था, और उस युग की चट्टानें एक अजीब पैटर्न दिखाती हैं। जबकि अन्य संकेत बताते हैं कि महासागर तेजी से ऑक्सीजन-रहित होता जा रहा था, वास्तव में जैसे-जैसे आप परतों में ऊपर बढ़ते हैं, कीचड़ में फंसे मोलिब्डेनम की मात्रा कम होती जाती है। यह विरोधाभास यह सुझाव देता है कि पानी जीवन के लिए बदतर होता जा रहा था, फिर भी उस बदतर होने का रासायनिक प्रमाण लुप्त होता जा रहा था।
इस रहस्य को सुलझाने के लिए, डेविड आर. ब्लड नामक एक शोधकर्ता ने पश्चिमी न्यूयॉर्क के 'पॉइंट ग्राटियट बेड' (Point Gratiot Bed) नामक एक विशिष्ट चट्टान के टुकड़े की ओर अपना ध्यान आकर्षित किया। काले शैल (black shale) की यह पतली परत, जो केवल एक हाथ की चौड़ाई जितनी है, देवोनियन काल के अंत और अगले काल की शुरुआत के सटीक क्षण को चिह्नित करती है। दशकों से, वैज्ञानिकों ने इस बेड का अध्ययन किया है, लेकिन उनके उपकरण इतने सूक्ष्म नहीं थे कि वे दिन-प्रतिदिन या सप्ताह-दर-सप्ताह वातावरण में होने वाले सूक्ष्म परिवर्तनों को देख सकें। वे जानते थे कि इस बेड में धूसर कीचड़ (gray mud) की परतें और प्राचीन जीवों द्वारा बनाए गए बिल (burrows) मौजूद थे, जो यह सिद्ध करते थे कि समुद्र के तल तक ऑक्सीजन कुछ क्षणों के लिए वापस आई थी, लेकिन वे यह नहीं देख सके कि रसायन विज्ञान उन क्षणों के प्रति ठीक से कैसे प्रतिक्रिया करता था। ब्लड ने इस चट्टान को बहुत बारीक दृष्टि से देखने का निर्णय लिया। उन्होंने पूरे बेड का एक निरंतर कोर सैंपल लिया, जिसकी लंबाई 222 मिलीमीटर थी, और इसका विश्लेषण लगभग 1.2 मिलीमीटर के रिज़ॉल्यूशन पर किया। यह एक किताब को एक शब्द के बजाय एक-एक अक्षर करके पढ़ने जैसा है, जिससे उन्हें जीवन और ऑक्सीजन के भौतिक संकेतों के ठीक बगल में रासायनिक परिवर्तनों को देखने की अनुमति मिली।
कोर ने बदलती स्थितियों के परिदृश्य को प्रकट किया। बेड का निचला हिस्सा काले शैल और धूसर कीचड़ का मिश्रण था, जिसमें तलछट के माध्यम से जीवों के बिल बनाने के स्पष्ट प्रमाण थे, जो यह संकेत देते थे कि ऑक्सीजन समुद्र के तल तक पहुँची थी। जैसे-जैसे शोधकर्ता चट्टान में ऊपर की ओर बढ़े, धूसर कीचड़ और बिल कम होते गए, और काला शैल अधिक प्रमुख और लैमिनेटेड (परतदार) होता गया, जो यह सुझाव देता है कि ऑक्सीजन धीरे-धीरे गायब हो रही थी और समुद्र का तल अधिक प्रतिकूल होता जा रहा था। यह वही था जो पिछले अध्ययनों में पाया गया था: वातावरण बदतर होता जा रहा था। हालांकि, असली परीक्षण यह देखना था कि ऑक्सीजन के वापस आने के तुरंत बाद मोलिब्डेनम के साथ क्या हुआ। यदि महासागर केवल शेष दुनिया से कटा हुआ था, जैसे कि ड्रेन बंद किए हुए एक बाथटब, तो हर बार जब ऑक्सीजन वापस आती और पानी मिश्रित होता, तो उसे खुले महासागर से मोलिब्डेनम की एक नई आपूर्ति लानी चाहिए थी। उस परिदृश्य में, ऑक्सीजन की घटना के तुरंत बाद बनी चट्टान की परतों में धातु का अचानक उछाल दिखना चाहिए था, जो पहले के निम्न स्तरों से एक सुधार होता।
डेटा ने एक अलग कहानी बताई। जैसे ही ब्लड ने परत दर परत चट्टान का परीक्षण किया, उन्होंने पाया कि मोलिब्डेनम का स्तर वापस नहीं बढ़ा। भले ही तलछट स्पष्ट रूप से दिखा रही थी कि ऑक्सीजन वापस आ गई थी और जीव फिर से बिल बना रहे थे, फिर भी मोलिब्डेनम की सांद्रता नहीं बढ़ी। इसके बजाय, स्तरों में निरंतर गिरावट आती रही, जिसने जीवन और ऑक्सीजन के स्थानीय विस्फोटों की अनदेखी की। धातु इसलिए वापस नहीं आ रही थी क्योंकि उसका स्रोत ही खाली हो चुका था। खुला महासागर, जो धातु की आपूर्ति करने वाला जलाशय होना चाहिए था, पहले ही खाली हो चुका था। इस निष्कर्ष ने इस विचार को खारिज कर दिया कि एपलेशियन बेसिन (Appalachian Basin) केवल दुनिया से अलग-थलग था। यदि वह अलग-थलग होता, तो मिश्रण की घटनाएं स्थानीय आपूर्ति को फिर से भर देतीं। इसके बजाय, पूरे वैश्विक महासागर में मोलिब्डेनम की कमी हो गई थी क्योंकि दुनिया भर में व्यापक एनोक्सिया (anoxia) ने इस धातु को हर जगह तलछटों में कैद कर दिया था। न्यूयॉर्क का स्थानीय वातावरण केवल एक वैश्विक संकट का दर्पण था।
अध्ययन में यह सुनिश्चित करने के लिए यूरेनियम और वैनेडियम जैसी अन्य धातुओं को भी देखा गया कि परिणाम स्वयं चट्टान संरचना का कोई भ्रम न हों। मोलिब्डेनम के विपरीत, ये धातुएं बेड के माध्यम से ऊपर की ओर निरंतर गिरावट नहीं दिखा रही थीं; वे अपेक्षाकृत स्थिर रहीं। इसने पुष्टि की कि चट्टान इस तरह से नहीं बदल रही थी कि वह मोलिब्डेनम के संकेत को छिपा सके, और मोलिब्डेनम की गिरावट पानी के रसायन विज्ञान के प्रति एक विशिष्ट प्रतिक्रिया थी। साक्ष्य एक एकल, शक्तिशाली निष्कर्ष की ओर संकेत करते हैं: विलुप्ति की घटना एक वैश्विक महासागरीय एनोक्सिक घटना (global oceanic anoxic event) द्वारा संचालित थी, न कि केवल समुद्र के स्थानीय प्रतिबंध द्वारा। महासागर इतने विशाल और स्थिर हो गए थे कि वे जीवन के लिए आवश्यक रासायनिक संतुलन बनाए रखने में असमर्थ थे, और वह धातु जो स्थानीय पर्यावरण के सुधार का संकेत देनी चाहिए थी, वह पूरी दुनिया के पानी से गायब हो चुकी थी। पत्थर के एक छोटे से टुकड़े के इस विस्तृत अध्ययन ने पृथ्वी के इतिहास के एक प्रमुख अध्याय को स्पष्ट कर दिया है, यह दिखाते हुए कि देवोनियन समुद्रों की मृत्यु एक वैश्विक घटना थी जिसने सूक्ष्म विवरणों में भी अपना निशान छोड़ा।
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