महासागर कभी हरे थे, अब फिर बदल सकते हैं रंग: Study

लंदन: पृथ्वी का लगभग तीन चौथाई हिस्सा महासागरों से ढका हुआ है, जिससे यह ग्रह अंतरिक्ष से एक हल्के नीले रंग के बिंदु जैसा दिखता है। लेकिन जापानी शोधकर्ताओं ने नेचर में प्रकाशित एक अध्ययन में एक सम्मोहक मामला बनाया है कि पृथ्वी के महासागर कभी हरे थे। प्राचीन काल में पृथ्वी के महासागर अलग दिखने का कारण उनकी रसायन विज्ञान और प्रकाश संश्लेषण के विकास से जुड़ा है। भूविज्ञान स्नातक छात्र के रूप में, मुझे ग्रह के इतिहास को रिकॉर्ड करने में बैंडेड आयरन फॉर्मेशन के रूप में जाने जाने वाले एक प्रकार के रॉक डिपॉजिट के महत्व के बारे में पढ़ाया गया था।

बैंडेड आयरन फॉर्मेशन आर्कियन और पैलियोप्रोटेरोज़ोइक युगों में लगभग 3.8 और 1.8 बिलियन साल पहले जमा किए गए थे। उस समय जीवन महासागरों में एक कोशिका वाले जीवों तक ही सीमित था। महाद्वीप भूरे, भूरे और काले रंग की चट्टानों और तलछटों का एक बंजर परिदृश्य थे।

महाद्वीपीय चट्टानों पर गिरने वाली बारिश से लोहा घुल जाता था जिसे फिर नदियों द्वारा महासागरों में ले जाया जाता था। लोहे के अन्य स्रोत समुद्र तल पर ज्वालामुखी थे। यह लोहा बाद में महत्वपूर्ण हो जाएगा।

आर्कियन ईऑन वह समय था जब पृथ्वी का वायुमंडल और महासागर गैसीय ऑक्सीजन से रहित थे, लेकिन यह वह समय भी था जब सूर्य के प्रकाश से ऊर्जा उत्पन्न करने वाले पहले जीव विकसित हुए थे। इन जीवों ने अवायवीय प्रकाश संश्लेषण का उपयोग किया, जिसका अर्थ है कि वे ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में प्रकाश संश्लेषण कर सकते हैं।

इसने महत्वपूर्ण परिवर्तनों को गति दी क्योंकि अवायवीय प्रकाश संश्लेषण का एक उपोत्पाद ऑक्सीजन गैस है। ऑक्सीजन गैस समुद्री जल में लोहे से बंधी हुई है। ऑक्सीजन केवल वायुमंडल में एक गैस के रूप में मौजूद थी जब समुद्री जल का लोहा अधिक ऑक्सीजन को बेअसर नहीं कर सकता था।

आखिरकार, प्रारंभिक प्रकाश संश्लेषण ने "महान ऑक्सीकरण घटना" को जन्म दिया, जो एक प्रमुख पारिस्थितिक मोड़ था जिसने पृथ्वी पर जटिल जीवन को संभव बनाया। इसने बड़े पैमाने पर ऑक्सीजन मुक्त पृथ्वी से महासागर और वायुमंडल में बड़ी मात्रा में ऑक्सीजन वाली पृथ्वी में संक्रमण को चिह्नित किया।

बैंडेड आयरन संरचनाओं में विभिन्न रंगों के "बैंड" ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में जमा लोहे के जमाव और लाल ऑक्सीकृत लोहे के बीच एक परिवर्तन के साथ इस बदलाव को रिकॉर्ड करते हैं।

हरे महासागरों का मामला

हालिया शोधपत्र में आर्कियन युग में हरे महासागरों के मामले की शुरुआत एक अवलोकन से होती है: जापानी ज्वालामुखी द्वीप इवो जीमा के आसपास के पानी में एक हरा रंग है जो ऑक्सीकृत लोहे के एक रूप - Fe(III) से जुड़ा है। नीले-हरे शैवाल द्वीप के आसपास के हरे पानी में पनपते हैं।

अपने नाम के बावजूद, नीले-हरे शैवाल आदिम जीवाणु हैं और असली शैवाल नहीं हैं। आर्कियन युग में, आधुनिक नीले-हरे शैवाल के पूर्वज अन्य जीवाणुओं के साथ विकसित हुए जो प्रकाश संश्लेषण के लिए इलेक्ट्रॉनों के स्रोत के रूप में पानी के बजाय लौह लौह का उपयोग करते हैं। यह महासागर में लोहे के उच्च स्तर की ओर इशारा करता है।

प्रकाश संश्लेषक जीव सूर्य की ऊर्जा का उपयोग करके CO को शर्करा में बदलने के लिए अपनी कोशिकाओं में वर्णक (ज्यादातर क्लोरोफिल) का उपयोग करते हैं। क्लोरोफिल पौधों को उनका हरा रंग देता है। नीले-हरे शैवाल अजीब हैं क्योंकि वे सामान्य क्लोरोफिल वर्णक ले जाते हैं, लेकिन फ़ाइकोएरिथ्रोबिलिन (PEB) नामक एक दूसरा वर्णक भी ले जाते हैं।

अपने शोधपत्र में, शोधकर्ताओं ने पाया कि आनुवंशिक रूप से इंजीनियर आधुनिक नीले-हरे शैवाल PEB के साथ हरे पानी में बेहतर तरीके से बढ़ते हैं। हालाँकि क्लोरोफिल हमें दिखाई देने वाले प्रकाश के स्पेक्ट्रम में प्रकाश संश्लेषण के लिए बहुत अच्छा है, लेकिन PEB हरे-प्रकाश की स्थितियों में बेहतर लगता है।

प्रकाश संश्लेषण और ऑक्सीजन के उदय से पहले, पृथ्वी के महासागरों में घुला हुआ कम लोहा (ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में जमा हुआ लोहा) था। आर्कियन ईऑन में प्रकाश संश्लेषण के उदय से निकलने वाली ऑक्सीजन ने समुद्री जल में ऑक्सीकृत लोहे को जन्म दिया। शोधपत्र के कंप्यूटर सिमुलेशन ने यह भी पाया कि प्रारंभिक प्रकाश संश्लेषण द्वारा निकलने वाली ऑक्सीजन ने ऑक्सीकृत लोहे के कणों की इतनी अधिक सांद्रता पैदा की कि सतह का पानी हरा हो गया।

एक बार जब महासागर में सारा लोहा ऑक्सीकृत हो गया, तो पृथ्वी के महासागरों और वायुमंडल में मुक्त ऑक्सीजन (0) मौजूद थी। इसलिए अध्ययन का एक बड़ा निहितार्थ यह है कि अंतरिक्ष से देखे जाने वाले हल्के हरे रंग के बिंदु वाले ग्रह प्रारंभिक प्रकाश संश्लेषक जीवन को आश्रय देने वाले अच्छे उम्मीदवार ग्रह हैं।

महासागर रसायन विज्ञान में परिवर्तन धीरे-धीरे हुए। आर्कियन काल 1.5 बिलियन वर्षों तक चला। यह पृथ्वी के इतिहास के आधे से ज़्यादा समय के बराबर है। तुलनात्मक रूप से, जटिल जीवन के उदय और विकास का पूरा इतिहास पृथ्वी के इतिहास का लगभग आठवाँ हिस्सा है।

लगभग निश्चित रूप से, इस अवधि के दौरान महासागरों का रंग धीरे-धीरे बदला और संभावित रूप से दोलन किया। यह समझा सकता है कि नीले-हरे शैवाल ने प्रकाश संश्लेषक वर्णक के दोनों रूपों का विकास क्यों किया। क्लोरोफिल सफ़ेद प्रकाश के लिए सबसे अच्छा है जो आज हमारे पास मौजूद सूर्य के प्रकाश का प्रकार है। हरे और सफ़ेद प्रकाश का लाभ उठाना एक विकासवादी लाभ होता।

क्या महासागर फिर से रंग बदल सकते हैं?

हाल ही में प्रकाशित जापानी शोधपत्र से यह सबक मिलता है कि हमारे महासागरों का रंग जल रसायन विज्ञान और जीवन के प्रभाव से जुड़ा हुआ है। हम विज्ञान कथाओं से बहुत ज़्यादा उधार लिए बिना अलग-अलग महासागरों के रंगों की कल्पना कर सकते हैं।

अगर सल्फर का स्तर ज़्यादा होता तो पृथ्वी पर बैंगनी महासागर संभव होते। इसे तीव्र ज्वालामुखी गतिविधि और वायुमंडल में कम ऑक्सीजन सामग्री से जोड़ा जा सकता है, जिससे बैंगनी सल्फर बैक्टीरिया का प्रभुत्व होगा।

लाल महासागर सैद्धांतिक रूप से भी संभव हैं