समुद्र की रसायन विज्ञान क्यों बदल रही है, सरल शब्दों में समझाया गया है
औद्योगिक क्रांति के बाद से समुद्र ने मानवता के कार्बन डाइऑक्साइड का लगभग एक तिहाई हिस्सा अवशोषित कर लिया है। यहाँ वास्तविक रसायन विज्ञान है कि यह उस पर क्या कर रहा है।
औद्योगिक क्रांति की शुरुआत के बाद से, मनुष्यों ने जीवाश्म ईंधन जलाने और भूमि को साफ करने से वायुमंडल में भारी मात्रा में कार्बन डाइऑक्साइड छोड़ा है। समुद्र ने उस CO2 का लगभग तीस प्रतिशत चुपचाप अवशोषित कर लिया है, एक विशाल बफर के रूप में कार्य कर रहा है जिसने वायुमंडलीय वार्मिंग की गति को धीमा कर दिया है। वह अवशोषण, रासायनिक रूप से कहें तो, मुफ्त नहीं है — इसने समुद्र की अपनी रसायन विज्ञान को मापने योग्य रूप से बदल दिया है, एक प्रक्रिया जिसे वैज्ञानिक समुद्र अम्लीकरण कहते हैं।
यह विचार तब तक अमूर्त लगता है जब तक इसे वास्तविक रासायनिक चरणों में नहीं तोड़ा जाता, जो रसायन विज्ञान की डिग्री के बिना भी समझने के लिए पर्याप्त सरल हैं, और यह समझाने के लिए पर्याप्त विशिष्ट हैं कि पानी में रहने वाले जानवरों के लिए यह परिवर्तन क्यों मायने रखता है।
रसायन विज्ञान, चार चरणों में
कार्बन डाइऑक्साइड सीधे हवा से समुद्र की सतह परत में घुल जाता है। एक बार घुलने के बाद, वह CO2 समुद्री जल के साथ प्रतिक्रिया करके कार्बोनिक एसिड बनाता है। कार्बोनिक एसिड अस्थिर होता है और जल्दी से बाइकार्बोनेट आयनों और मुक्त हाइड्रोजन आयनों में टूट जाता है। वे हाइड्रोजन आयन ही वास्तव में पानी को अधिक अम्लीय बनाते हैं — pH, शाब्दिक रूप से, हाइड्रोजन आयन सांद्रता का एक माप है — और वे वहीं नहीं रुकते: वे पानी में मौजूदा कार्बोनेट आयनों के साथ भी प्रतिक्रिया करते हैं, उन्हें अधिक बाइकार्बोनेट में परिवर्तित करते हैं और कम कार्बोनेट आयन छोड़ते हैं। वह अंतिम चरण वास्तविक परिणामों वाला है, क्योंकि कार्बोनेट आयन वह कच्चा माल हैं जिसका उपयोग कई समुद्री जीव कैल्शियम कार्बोनेट के गोले और कंकाल बनाने के लिए करते हैं।
एक छोटी संख्या जिसका अर्थ है एक बड़ा परिवर्तन
औद्योगिक क्रांति से पहले औसत समुद्री सतह pH लगभग 8.2 होने का अनुमान है। तब से यह लगभग 0.1 इकाई गिर गया है। यह मामूली लगता है, लेकिन pH पैमाना लॉगरिदमिक है, जिसका अर्थ है कि 0.1 इकाई की गिरावट अम्लता में लगभग तीस प्रतिशत की वृद्धि के अनुरूप है, न कि दस प्रतिशत की। यदि कार्बन उत्सर्जन अनियंत्रित मार्ग पर जारी रहता है, तो मॉडल अनुमान लगाते हैं कि 2100 तक समुद्री pH में और 0.3 इकाई की गिरावट आ सकती है — एक ऐसा परिवर्तन जो लाखों वर्षों से भूवैज्ञानिक रिकॉर्ड में नहीं देखा गया है।
यह रसायन विज्ञान से परे क्यों मायने रखता है
कम उपलब्ध कार्बोनेट आयन कोरल, सीप, मसल्स, समुद्री अर्चिन और कई प्रकार के प्लवक के लिए अपने गोले और कंकाल बनाना और बनाए रखना कठिन बनाते हैं, क्योंकि कुछ ऊर्जा जो वे अन्यथा बढ़ने में खर्च करते थे, अब उनके आसपास के पानी के रसायन विज्ञान से लड़ने में चली जाती है। प्रभाव केवल खोल बनाने वाली प्रजातियों तक ही सीमित नहीं हैं: मछली के व्यवहार का अध्ययन करने वाले शोधकर्ताओं ने पाया है कि अधिक अम्लीय पानी कुछ मछलियों, जिनमें क्लाउनफिश भी शामिल है, की आस-पास के शिकारियों के रासायनिक संकेतों का पता लगाने की क्षमता को मापने योग्य रूप से कम कर देता है — समुद्र के रसायन विज्ञान में एक परिवर्तन सीधे इस बात में परिवर्तन करता है कि एक जानवर खतरे को कितनी अच्छी तरह महसूस कर सकता है।
एक सचित्र कहानी के रूप में बताया गया
अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न
सरल शब्दों में समुद्र अम्लीकरण क्या है?
यह वायुमंडल से कार्बन डाइऑक्साइड को अवशोषित करने वाले समुद्री जल के कारण समुद्र के pH में गिरावट है। घुला हुआ CO2 कार्बोनिक एसिड बनाता है, जो हाइड्रोजन आयनों को छोड़ता है जो पानी को अधिक अम्लीय बनाते हैं और उपलब्ध कार्बोनेट आयनों की मात्रा को कम करते हैं — कार्बोनेट वह सामग्री है जिसकी कई समुद्री जानवरों को गोले और कंकाल बनाने के लिए आवश्यकता होती है।
समुद्र का pH वास्तव में कितना बदल गया है?
औद्योगिक क्रांति से पहले औसत सतह समुद्र pH लगभग 0.1 इकाई गिर गया है, लगभग 8.2 से लगभग 8.1 तक। चूंकि pH को लॉगरिदमिक पैमाने पर मापा जाता है, इसलिए वह 0.1 इकाई की गिरावट अम्लता में लगभग तीस प्रतिशत की वृद्धि का प्रतिनिधित्व करती है।
क्या समुद्र अम्लीकरण केवल शेलफिश और कोरल को प्रभावित करता है?
नहीं। जबकि कोरल, सीप और कुछ प्लवक जैसे कैल्सीफाइंग जीव सबसे सीधे प्रभावित होते हैं क्योंकि उन्हें गोले बनाने के लिए कार्बोनेट आयनों की आवश्यकता होती है, शोध में मछलियों में व्यवहार संबंधी प्रभाव भी पाए गए हैं — उदाहरण के लिए, अधिक अम्लीय पानी में शिकारियों की रासायनिक गंध का पता लगाने में क्लाउनफिश की कम क्षमता।