অগভীর সমুদ্রের ‘যান্ত্রিক শর্টকাট’ কার্বন পরিবহন অনুমান সংশোধন করতে পারে

অগভীর সমুদ্রের ‘যান্ত্রিক শর্টকাট’ কার্বন পরিবহন অনুমান সংশোধন করতে পারে

Science Advances-এ প্রকাশিত একটি নতুন গবেষণা ইঙ্গিত দিচ্ছে যে সমুদ্রের অন্যতম গুরুত্বপূর্ণ কার্বন-পরিবহন প্রক্রিয়া অনেক পর্যবেক্ষকের ধারণার চেয়ে বেশি দ্রুত এবং দক্ষতার সঙ্গে জৈব পদার্থকে নিচে নামাতে পারে। Institute of Marine Sciences এবং Barcelona Supercomputing Center-এর নেতৃত্বাধীন গবেষকেরা দেখেছেন যে উপধ্রুবীয় উত্তর আটলান্টিকে শীতকালে বৃহৎ পরিসরের উত্থান ও নিম্নগমন একটি “যান্ত্রিক শর্টকাট” হিসেবে কাজ করতে পারে, যা পৃষ্ঠ থেকে পুষ্টিসমৃদ্ধ জৈব কণাগুলোকে 1,000 মিটারেরও বেশি গভীরতায় নিয়ে যায়।

এই আবিষ্কারটি গুরুত্বপূর্ণ, কারণ সমুদ্র পৃথিবীর অন্যতম প্রধান জলবায়ু নিয়ন্ত্রক। পৃষ্ঠের কাছে তৈরি হওয়া জৈব পদার্থ যখন গভীর সমুদ্রে এবং শেষ পর্যন্ত সমুদ্রতলের দিকে স্থানান্তরিত হয়, তখন কার্বন দীর্ঘ সময়ের জন্য বায়ুমণ্ডল থেকে দূরে সঞ্চিত থাকতে পারে। তবে এই পথ মাপা কঠিন, কারণ এতে পৃষ্ঠের জৈবিক কার্যকলাপ থেকে গভীর জলের পরিবহন পর্যন্ত সবকিছুই অন্তর্ভুক্ত। নতুন কাজটি এই শৃঙ্খলের এমন একটি প্রক্রিয়াকে পরিমাপ করতে চায়, যা হয়তো যথেষ্ট গুরুত্ব পায়নি।

মাধ্যাকর্ষণের চেয়েও দ্রুত পথ

সামুদ্রিক কার্বন রপ্তানির প্রচলিত বর্ণনায়, জৈব কণাগুলো মাধ্যাকর্ষণের টানে ধীরে ধীরে নিচে নামে। সেই প্রক্রিয়াটি গুরুত্বপূর্ণই থাকে, তবে নতুন গবেষণা বলছে এটি পুরো গল্প নয়। Labrador এবং Irminger seas-এর মতো অঞ্চলে, শীতকালীন পরিস্থিতি এমন পর্ব তৈরি করতে পারে যখন পৃষ্ঠের জল আরও ঘন হয়ে দ্রুত ডুবে যায় এবং গভীর সংবহনকে চালিত করতে সাহায্য করে।

শীতের তীব্র ঠান্ডা বাতাস পৃষ্ঠের জলকে ঠান্ডা করে যতক্ষণ না সেটি এত ভারী হয়ে ওঠে যে নীচে তলিয়ে যায়। এই প্রক্রিয়া, deep convection নামে পরিচিত, ইতিমধ্যেই সেই দীর্ঘমেয়াদি সঞ্চালনের অংশ হিসেবে স্বীকৃত, যা বিশ্বের মহাসাগরগুলোকে সংযুক্ত করে এবং জলবায়ু নিয়ন্ত্রণে সাহায্য করে। গবেষকেরা যে বিষয়টি তুলে ধরেছেন, তা হলো একই প্রক্রিয়া জীবিত microalgae এবং জৈব ধ্বংসাবশেষকেও সাধারণ ধীরগতির কণাপতনের তুলনায় অনেক দ্রুত নিচে টেনে নিতে পারে।

এই কারণেই দলটি এই পথকে একটি যান্ত্রিক শর্টকাট বলে বর্ণনা করেছে। পানির স্তম্ভের মধ্য দিয়ে বস্তু নিজের ওজনের কারণে পড়ে যাওয়ার অপেক্ষা না করে, সমুদ্র কার্যত সেই বস্তুটিকে ধরে বিরতিযুক্ত কিন্তু শক্তিশালী ধাক্কায় নিচে নিয়ে যায়। উৎস পাঠ অনুযায়ী, এই পথটি আঞ্চলিক এবং পর্যায়ক্রমিক, তবে যখন এটি ঘটে তখন মাধ্যাকর্ষণ-চালিত পলি-জমার চেয়ে অনেক বেশি দক্ষ।

উত্তর আটলান্টিকে গবেষকেরা কী দেখলেন

গবেষণাটি বাস্তব জগতের পরিমাপকে উন্নত কম্পিউটার সিমুলেশনের সঙ্গে মিলিয়েছে। বিজ্ঞানীরা Biogeochemical-Argo floats-এর তথ্য বিশ্লেষণ করেছেন, যেগুলো স্বয়ংক্রিয় পানির নিচের রোবট এবং প্রায় 1,000 মিটার গভীরতায় ভেসে থেকে পরিমাপ সংগ্রহ করে। 2014 থেকে 2017 সালের মধ্যে সংগৃহীত তথ্যের মধ্যে দলটি গভীর Labrador এবং Irminger seas-এ আশ্চর্যজনক chlorophyll শিখর শনাক্ত করে, যা পৃষ্ঠের জল তীব্রভাবে ডুবে যাওয়ার ঘটনাগুলোর সঙ্গে মিলে যায়।

এই পর্যবেক্ষণটি গুরুত্বপূর্ণ ছিল, কারণ chlorophyll সাধারণত সূর্যালোকিত পৃষ্ঠস্তরের সঙ্গে যুক্ত, যেখানে আলোকসংশ্লেষকারী জীব বাস করে। এত গভীরে উচ্চ chlorophyll সংকেত পাওয়া ইঙ্গিত দেয় যে উপরের সমুদ্র থেকে আসা পদার্থ সেখানে ধীরে ধীরে নষ্ট হয়ে যাওয়ার বদলে দ্রুত নিচে পরিবাহিত হয়েছিল।

সিমুলেশনগুলো দলটিকে সেই ব্যাখ্যা পরীক্ষা ও পরিমাপ করতে সাহায্য করেছে। float পর্যবেক্ষণকে high-performance modeling-এর সঙ্গে যুক্ত করে গবেষকেরা বোঝতে পেরেছেন শীতকালীন সংবহন কীভাবে স্বল্প সময়ে তাজা জৈব পদার্থকে গভীর সমুদ্রে প্রবেশ করায়। ফলাফলটি এমন একটি পরিবহন প্রক্রিয়ার আরও পরিষ্কার ছবি দেয়, যা কেবল প্রচলিত নমুনা সংগ্রহের মাধ্যমে ধরা কঠিন।

এটি কার্বন-সংরক্ষণ আলোচনাকে কেন বদলায়

এই গবেষণার বাস্তব গুরুত্ব কেবল সমুদ্রবিদ্যার বিশদ নয়। সমুদ্রে কার্বন হিসাব নির্ভর করে বোঝার ওপর যে কতটা জৈব পদার্থ পৃষ্ঠ ছাড়ে, কত দ্রুত তা ভ্রমণ করে, নিচের পথে কতটা নষ্ট হয়, এবং কতটা এমন গভীরতায় পৌঁছায় যেখানে দীর্ঘমেয়াদি সঞ্চয় বেশি সম্ভাব্য হয়ে ওঠে। যদি deep convection প্রত্যাশার চেয়ে দ্রুত পদার্থকে নিচে সরাতে পারে, তবে বর্তমান অনুমান কিছু অঞ্চলে কার্বন রপ্তানির সময় বা মাত্রার একটি অংশ মিস করতে পারে।

উৎস পাঠ সতর্কভাবে এটিকে এমন কোনো সর্বজনীন প্রক্রিয়া হিসেবে উপস্থাপন করে না যা সর্বত্র সবসময় কাজ করে। প্রক্রিয়াটি পর্যায়ক্রমিক এবং আঞ্চলিক বলে বর্ণিত। কিন্তু আঞ্চলিক মানেই তুচ্ছ নয়। উপধ্রুবীয় উত্তর আটলান্টিক জলবায়ুর দিক থেকে গুরুত্বপূর্ণ, এবং সেখানে থাকা প্রক্রিয়াগুলো বিজ্ঞানীরা যেভাবে সমুদ্র সঞ্চালন, জৈবিক উৎপাদনশীলতা এবং কার্বন sequestration মডেল করেন, তাতে প্রভাব ফেলতে পারে।

গবেষণাটি আরেকটি বিস্তৃত বৈজ্ঞানিক বিষয়ও জোরালো করে: ভৌত সমুদ্রগতিশাস্ত্র এবং জৈব কার্বন চক্রকে পৃথক ব্যবস্থা হিসেবে ধরা যায় না। পৃষ্ঠের জীবরা জৈব পদার্থ তৈরি করতে পারে, কিন্তু বাতাস, ঘনত্বের পরিবর্তন, এবং overturning circulation সেই পদার্থ শেষ পর্যন্ত কোথায় যাবে তা শক্তভাবে নির্ধারণ করতে পারে। এই ক্ষেত্রে, শীতকালীন ভৌত প্রক্রিয়া জৈবিক কার্বন পাম্পের একটি অংশকে দ্রুততর করছে বলে মনে হচ্ছে।

জলবায়ু সরঞ্জাম হিসেবে রোবট ও সুপারকম্পিউটার

এই গবেষণা আরও মনে করিয়ে দেয় যে জলবায়ু বিজ্ঞান ক্রমশ বিতরণকৃত সেন্সিং ও গণনার ওপর নির্ভরশীল হয়ে উঠছে। Biogeochemical-Argo floats এমন দীর্ঘস্থায়ী, গভীরতা-ভিত্তিক পর্যবেক্ষণ সরবরাহ করেছে, যা শুধু জাহাজ-ভিত্তিক অভিযানে পাওয়া কঠিন ও ব্যয়বহুল হতো। কারণ এগুলো দূরবর্তী জলে ভেসে বেড়ায় এবং বারবার জলের স্তম্ভের নমুনা নেয়, তাই এমন floats ক্ষণস্থায়ী ঘটনাগুলো ধরতে পারে যা অন্যথায় অগোচরে থেকে যেত।

এরপর supercomputing সেই পর্যবেক্ষণগুলোকে একটি সিস্টেম-স্তরের ব্যাখ্যায় রূপ দেয়। উপধ্রুবীয় উত্তর আটলান্টিকের মতো জটিল পরিবেশে, কেবল পরিমাপ দেখাতে পারে যে অস্বাভাবিক কিছু ঘটেছে, কিন্তু প্রক্রিয়াটি পুরোপুরি প্রকাশ নাও করতে পারে। সংখ্যাত্মক সিমুলেশন গবেষকদের পরীক্ষা করতে দেয় যে পর্যবেক্ষিত গভীর chlorophyll সংকেত convection-driven transport-এর প্রত্যাশিত আচরণের সঙ্গে মেলে কিনা, এবং সেই প্রভাবের মাত্রা অনুমান করতে সাহায্য করে।

স্বয়ংক্রিয় যন্ত্র এবং গণনামূলক মডেলিংয়ের এই সংমিশ্রণ Earth-system science-এর কেন্দ্রে চলে আসছে। এটি বিজ্ঞানীদের snapshot থেকে process understanding-এর দিকে যেতে সাহায্য করে, বিশেষ করে এমন জায়গায় যেখানে শীতকালীন ঝড় ও দূরবর্তী ভূগোল সরাসরি পর্যবেক্ষণকে কঠিন করে তোলে।

পরবর্তী ধাপ

গবেষণার প্রধান ইঙ্গিত হলো, সমুদ্রের কার্বন সংরক্ষণে ভূমিকা মূল্যায়নের সময় বিজ্ঞানীদের মৌসুমি, ভৌতভাবে চালিত রপ্তানি ঘটনাগুলোর দিকে আরও মনোযোগ দিতে হতে পারে। যদি শীতকালীন সংবহনের সময় দ্রুত নিম্নমুখী পরিবহন প্রত্যাশার চেয়ে বেশি গভীরে তাজা জৈব কণাগুলোকে নিয়ে যায়, তবে তা ক্ষেত্র পর্যবেক্ষণ এবং দীর্ঘমেয়াদি জলবায়ু মডেল—উভয়ের ব্যাখ্যাকে প্রভাবিত করতে পারে।

ভবিষ্যৎ কাজ সম্ভবত কত ঘন ঘন এটি ঘটে, এতে কত কার্বন জড়িত, এবং অন্যান্য সমুদ্র অঞ্চলেও কি অনুরূপ শর্টকাট-সদৃশ পথ কাজ করে কি না, সে বিষয়ে কেন্দ্রীভূত হবে। আরেকটি খোলা প্রশ্ন হলো রপ্তানিকৃত পদার্থের কতটা অংশ শেষ পর্যন্ত অবক্ষয় থেকে বাঁচে এবং সমুদ্রতল ব্যবস্থার কাছে বা ভেতরে দীর্ঘমেয়াদি sequestration-এ অবদান রাখে।

এই অনিশ্চয়তাগুলোর মধ্যেও গবেষণাটি সমুদ্র কীভাবে কার্বন আটকে রাখে তার ছবি আরও স্পষ্ট করে। গভীর সমুদ্রে পৌঁছানো মানে কেবল কণার ধীর বৃষ্টি নয়। অন্তত কিছু স্থান ও ঋতুতে, এটি হঠাৎ, যান্ত্রিকভাবে চালিত স্থানান্তরের মাধ্যমেও পুষ্ট হতে পারে, যা পৃষ্ঠের পদার্থ দ্রুত নিচে পাঠিয়ে দেয়। জলবায়ু বিজ্ঞানের জন্য এটি একটি গুরুত্বপূর্ণ পার্থক্য, কারণ পরিবহনের গতি ও গভীরতা সমুদ্রকে বায়ুমণ্ডলকে কতটা কার্যকরভাবে বাফার করতে পারে তা প্রভাবিত করে।

কার্বন-চক্র গবেষণা আরও নির্ভুল হওয়ার সঙ্গে সঙ্গে এই পার্থক্যগুলো আরও গুরুত্বপূর্ণ হয়ে উঠছে। নতুন কাজটি সমুদ্রের কার্বন সংরক্ষণের মৌলিক বিষয়গুলো বদলে দেয় না, তবে মানচিত্রে একটি সম্ভাব্য গুরুত্বপূর্ণ পথ যোগ করে। এমন এক ক্ষেত্রে, যেখানে ক্ষুদ্র প্রক্রিয়াগত ত্রুটি বড় মডেলিং অনিশ্চয়তায় পরিণত হতে পারে, গভীর সমুদ্রে দ্রুততর পথ শনাক্ত করা একটি অর্থবহ অগ্রগতি।

এই নিবন্ধটি Phys.org-এর প্রতিবেদনের ভিত্তিতে তৈরি। মূল নিবন্ধটি পড়ুন.