एक मील बर्फ के नीचे प्राचीन मिट्टी

लगभग 400,000 साल पहले, ग्रीनलैंड के बड़े हिस्से बर्फ-मुक्त थे। द्वीप की उत्तर-पश्चिमी उच्चभूमि पर झाड़ीदार टुंड्रा सूर्य की किरणों का आनंद लिया करता था। साक्ष्य बताते हैं कि कीड़ों से गुलजार स्प्रूस पेड़ों का जंगल, ग्रीनलैंड के दक्षिणी हिस्से में फैला हुआ था। उस समय वैश्विक समुद्र का स्तर बहुत अधिक था, आज के स्तर से 20 से 40 फुट ऊपर। दुनिया भर में, वह भूमि जो आज करोड़ों लोगों का घर है, पानी में डूबी हुई थी। वैज्ञानिक काफी समय से जानते हैं कि ग्रीनलैंड की बर्फ की चादर पिछले दस लाख वर्षों में किसी न किसी समय गायब हो गई थी, लेकिन निश्चित रूप से नहीं कह सकते कि यह कब गायब हुई थी। जर्नल साइंस में एक नए अध्ययन में, हमने ग्रीनलैंड की बर्फ की चादर के लगभग एक मील मोटे हिस्से के नीचे से शीत युद्ध के दौरान निकाली गई जमी हुई मिट्टी का उपयोग करके तारीख निर्धारित की। समय - लगभग 416,000 वर्ष पहले, जिसमें बड़े पैमाने पर बर्फ-मुक्त स्थितियाँ 14,000 वर्षों तक चलीं - महत्वपूर्ण है।

उस समय, पृथ्वी और इसके प्रारंभिक मानव सबसे लंबे अंतर-हिमनद काल से गुजर रहे थे क्योंकि बर्फ की चादरें 25 लाख वर्ष पहले उच्च अक्षांशों को ढके हुए थीं। उस प्राकृतिक वार्मिंग की लंबाई, परिमाण और प्रभाव हमें उस पृथ्वी को समझने में मदद कर सकते हैं जिसे आधुनिक मानव अब भविष्य के लिए बना रहे हैं। बर्फ के नीचे संरक्षित एक दुनिया जुलाई 1966 में, अमेरिकी वैज्ञानिकों और अमेरिकी सेना के इंजीनियरों ने ग्रीनलैंड की बर्फ की चादर को खोदने का छह साल का प्रयास पूरा किया। ड्रिलिंग कैंप सेंचुरी में हुई, जो सेना के सबसे असामान्य अड्डों में से एक है - यह परमाणु ऊर्जा से संचालित था और ग्रीनलैंड की बर्फ की चादर में खोदी गई सुरंगों की एक श्रृंखला से बना था। उत्तर पश्चिमी ग्रीनलैंड में ड्रिल स्थल तट से 138 मील दूर था और 4,560 फीट बर्फ से दबा हुआ था। एक बार जब वे बर्फ के नीचे पहुंच गए, तो टीम ने नीचे जमी हुई, चट्टानी मिट्टी में 12 फीट और ड्रिलिंग जारी रखी। 1969 में, भूभौतिकीविद् विली डैन्सगार्ड के कैंप सेंचुरी के बर्फ कोर के विश्लेषण से पहली बार यह विवरण सामने आया कि पिछले 125,000 वर्षों में पृथ्वी की जलवायु में नाटकीय रूप से कैसे बदलाव आया है।

विस्तारित शीत हिमनद काल जब बर्फ का तेजी से विस्तार हुआ तो गर्म अंतर हिमनद काल का मार्ग प्रशस्त हुआ जब बर्फ पिघली और समुद्र का स्तर बढ़ गया, जिससे दुनिया भर के तटीय क्षेत्रों में बाढ़ आ गई। लगभग 30 वर्षों तक, वैज्ञानिकों ने कैंप सेंचुरी की 12 फीट जमी हुई मिट्टी पर बहुत कम ध्यान दिया। एक अध्ययन में बर्फ की चादर के नीचे की चट्टान को समझने के लिए कंकड़ों का विश्लेषण किया गया। एक अन्य ने दिलचस्प ढंग से सुझाव दिया कि जमी हुई मिट्टी आज की तुलना में अधिक गर्म समय के साक्ष्य को संरक्षित करती है। लेकिन सामग्री के समय का अंदाजा लगाने का कोई तरीका नहीं होने के कारण, कुछ ही लोगों ने इन अध्ययनों पर ध्यान दिया। 1990 के दशक तक, जमी हुई मिट्टी का कोर गायब हो गया था। कई साल पहले, हमारे डेनिश सहयोगियों को कोपेनहेगन फ्रीजर में गहरी दबी हुई खोई हुई मिट्टी मिली थी, और हमने इस अद्वितीय जमे हुए जलवायु संग्रह का विश्लेषण करने के लिए एक अंतरराष्ट्रीय टीम का गठन किया। सबसे ऊपर के नमूने में, हमें पूरी तरह से संरक्षित जीवाश्म पौधे मिले - यह सकारात्मक प्रमाण है कि कैंप सेंचुरी के नीचे की भूमि कुछ समय पहले बर्फ मुक्त थी - लेकिन कब?

प्राचीन चट्टान, टहनियाँ और मिट्टी का समय तलछट कोर के केंद्र से काटे गए नमूना को अंधेरे में तैयार करके इनका विश्लेषण किया गया ताकि सामग्री सूर्य के प्रकाश के अंतिम संपर्क की सटीक स्मृति को बनाए रखे, अब हम जानते हैं कि उत्तर पश्चिमी ग्रीनलैंड को कवर करने वाली बर्फ की चादर - आज लगभग एक मील मोटी - 424,000 और 374,000 साल पहले जलवायु वैज्ञानिकों द्वारा एमआईएस 11 के रूप में ज्ञात विस्तारित प्राकृतिक गर्म अवधि के दौरान गायब हो गई थी। अधिक सटीक रूप से यह निर्धारित करने के लिए कि बर्फ की चादर कब पिघली, हममें से एक, टैमी रिटेनौर ने ल्यूमिनसेंस डेटिंग नामक तकनीक का उपयोग किया। समय के साथ, खनिज यूरेनियम, थोरियम और पोटेशियम जैसे रेडियोधर्मी तत्वों के रूप में ऊर्जा जमा करते हैं और विकिरण छोड़ते हैं। जितनी अधिक देर तक तलछट दबी रहेगी, फंसे हुए इलेक्ट्रॉनों के रूप में उतना ही अधिक विकिरण जमा होता जाएगा। प्रयोगशाला में, विशेष उपकरण उन खनिजों से प्रकाश के रूप में निकलने वाली ऊर्जा के छोटे-छोटे टुकड़ों को मापते हैं। उस संकेत का उपयोग यह गणना करने के लिए किया जा सकता है कि वह कितने समय तक दबे रहे, क्योंकि सूर्य के प्रकाश के अंतिम संपर्क से फंसी हुई ऊर्जा निकल गई होगी।

वर्मोंट विश्वविद्यालय में पॉल बर्मन की प्रयोगशाला ने एल्यूमीनियम और बेरिलियम के दुर्लभ रेडियोधर्मी आइसोटोप का उपयोग करके, सतह के पास नमूने के आखिरी समय को एक अलग तरीके से निर्धारित किया। ये आइसोटोप तब बनते हैं जब हमारे सौर मंडल से दूर उत्पन्न होने वाली ब्रह्मांडीय किरणें पृथ्वी पर चट्टानों से टकराती हैं। प्रत्येक आइसोटोप का आधा जीवन अलग-अलग होता है, जिसका अर्थ है कि दफनाने पर इसका क्षय अलग-अलग दर से होता है। एक ही नमूने में दोनों आइसोटोप को मापकर, हिमनद भूविज्ञानी ड्रू क्राइस्ट यह निर्धारित करने में सक्षम थे कि पिघलती बर्फ ने 14,000 वर्षों से भी कम समय तक भूमि की सतह पर तलछट को उजागर किया था। बेंजामिन केसलिंग द्वारा चलाए गए बर्फ की चादर के मॉडल, अब हमारे नए ज्ञान को शामिल करते हुए कि कैंप सेंचुरी 416,000 साल पहले बर्फ-मुक्त थी, यह दर्शाती है कि ग्रीनलैंड की बर्फ की चादर तब काफी सिकुड़ गई होगी। कम से कम, उस अवधि के दौरान बर्फ का किनारा द्वीप के अधिकांश भाग के आसपास दसियों से सैकड़ों मील तक पीछे हट गया।

उस पिघलती बर्फ के पानी ने वैश्विक समुद्र स्तर को आज की तुलना में कम से कम 5 फीट और शायद 20 फीट तक बढ़ा दिया। भविष्य के लिए चेतावनी ग्रीनलैंड की बर्फ की चादर के नीचे की प्राचीन जमी हुई मिट्टी आने वाली मुसीबत की चेतावनी देती है। एमआईएस 11 इंटरग्लेशियल के दौरान, पृथ्वी गर्म थी और बर्फ की चादरें उच्च अक्षांशों तक ही सीमित थीं, आज की तरह। वायुमंडल में कार्बन डाइऑक्साइड का स्तर लगभग 30,000 वर्षों तक 265 और 280 भाग प्रति दस लाख के बीच रहा। आर्कटिक तक पहुंचने वाले सौर विकिरण पर सूर्य के चारों ओर पृथ्वी की कक्षा के आकार के प्रभाव के कारण एमआईएस 11 अधिकांश इंटरग्लेशियल की तुलना में अधिक समय तक चला। इन 30 सहस्राब्दियों में, कार्बन डाइऑक्साइड के उस स्तर ने ग्रीनलैंड की अधिकांश बर्फ को पिघलाने के लिए पर्याप्त गर्मी पैदा कर दी। आज, हमारे वायुमंडल में एमआईएस 11 की तुलना में 1.5 गुना अधिक कार्बन डाइऑक्साइड है, लगभग 420 भाग प्रति दस लाख, एक सांद्रता जो हर साल बढ़ी है। कार्बन डाइऑक्साइड गर्मी को रोकता है, जिससे ग्रह गर्म होता है। वायुमंडल में इसकी अधिकता से वैश्विक तापमान बढ़ जाता है, जैसा कि दुनिया अभी देख रही है। पिछले दशक में, जैसे-जैसे ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन में वृद्धि जारी रही, मनुष्यों ने रिकॉर्ड पर आठ सबसे गर्म वर्षों का अनुभव किया। प्रारंभिक आंकड़ों के आधार पर जुलाई 2023 में रिकॉर्ड पर सबसे गर्म सप्ताह देखा गया।

ऐसी गर्मी से बर्फ की चादरें पिघल जाती हैं, और बर्फ के नष्ट होने से ग्रह और अधिक गर्म हो जाता है क्योंकि काली चट्टानें सूरज की रोशनी को सोख लेती हैं जो चमकीली सफेद बर्फ से कभी परावर्तित हो जाती थी। भले ही कल सभी लोग जीवाश्म ईंधन जलाना बंद कर दें, फिर भी वायुमंडल में कार्बन डाइऑक्साइड का स्तर हजारों से दसियों हजार वर्षों तक ऊंचा बना रहेगा। ऐसा इसलिए है क्योंकि कार्बन डाइऑक्साइड को मिट्टी, पौधों, समुद्र और चट्टानों में जाने में लंबा समय लगता है। हम एमआईएस 11 की तरह ही बहुत लंबी अवधि की गर्मी के लिए अनुकूल परिस्थितियाँ बना रहे हैं। जब तक लोग वायुमंडल में कार्बन डाइऑक्साइड की सांद्रता को नाटकीय रूप से कम नहीं करते, ग्रीनलैंड के अतीत के हमें जो सबूत मिले हैं, वे द्वीप के लिए बड़े पैमाने पर बर्फ-मुक्त भविष्य का सुझाव देते हैं। कार्बन उत्सर्जन को कम करने और वायुमंडल में पहले से मौजूद कार्बन को अलग करने के लिए हम जो कुछ भी कर सकते हैं, उससे ग्रीनलैंड की अधिक बर्फ के बचे रहने की संभावना बढ़ जाएगी।विकल्प एक ऐसी दुनिया है जो एमआईएस 11 की तरह दिख सकती है - या इससे भी अधिक चरम: एक गर्म पृथ्वी, सिकुड़ती बर्फ की चादरें, समुद्र का बढ़ता स्तर, और मियामी, भारत में मुंबई और इटली में वेनिस पानी में डूब जाएंगे।