பனிக்கட்டி காலத்தில் தூசியால் தூண்டப்பட்ட குளோரின் வேதியியல் மீத்தேன் ஆயுளைக் குறைத்தது

பனிக்கட்டி மீத்தேன் புதிரில் ஒரு புதிய திருப்பம்

கடைசி பனிக்கட்டி உச்சக்கட்ட காலம் நாம் இன்று வாழும் உலகை விட குளிர்ந்த, வறண்ட, தூசி நிறைந்த உலகமாக இருந்தது. கண்டங்கள் முழுவதும் பனிக்கட்டி அடுக்குகள் பரவியிருந்தன, கடல் மட்டங்கள் மிகக் குறைவாக இருந்தன, மேலும் வெளிப்பட்ட நிலப்பரப்புகளில் இருந்து ஏராளமான தாது தூசி மேலெழுந்து வளிமண்டலத்தின் வழியாகக் கொண்டு செல்லப்பட்டது. Science இதழில் (தொகுதி 393, இதழ் 6817) வெளியிடப்பட்ட ஒரு ஆய்வின்படி, அந்தத் தூசி சூரிய ஒளியை மங்கச் செய்து பனிக்கட்டியில் படிந்ததை விட அதிகமாகச் செய்தது: அது குளோரின் வேதியியலுக்கு எரிபொருளளித்து மீத்தேனின் வளிமண்டல ஆயுளைக் குறைக்க உதவியது.

இந்தக் கண்டுபிடிப்பு முக்கியமானது, ஏனெனில் இது பழங்கால காலநிலை ஆய்வில் நீண்டகாலமாக நிலவிய ஒரு அனுமானத்தை சவால் செய்கிறது. கடந்தகால காலநிலைகளில் தூசி பெரும்பாலும் ஒரு இயற்பியல் மற்றும் கதிர்வீச்சு காரணியாகவே கருதப்பட்டது — சூரிய ஒளியை சிதறடிப்பது, மேகங்களை உருவாக்குவது, பனிக்கட்டி மற்றும் வண்டல் பதிவுகளில் ஒரு அடையாளத்தை விட்டுச் செல்வது. புதிய ஆய்வு, தூசி ஒரு வேதியியல் பங்கையும் வகித்தது என்று கூறுகிறது; அது ஒரு சக்திவாய்ந்த பசுமைக்குடில் வாயு காற்றில் இருந்து எவ்வளவு விரைவாக நீக்கப்படுகிறது என்பதை மாற்றியது.

மீத்தேனின் ஆயுள் ஏன் ஒரு பெரிய விஷயம்

மீத்தேன் ஒரு சக்திவாய்ந்த பசுமைக்குடில் வாயு; மூலக்கூறு அளவில், குறுகிய கால அளவுகளில் கார்பன் டை ஆக்சைடை விட வெப்பத்தைத் தக்கவைப்பதில் மிகவும் திறமையானது. ஆனால் காலநிலையில் அதன் செல்வாக்கு இரண்டு விஷயங்களைப் பொறுத்தது: எவ்வளவு வெளியிடப்படுகிறது, மற்றும் ஒவ்வொரு மூலக்கூறும் அழிக்கப்படுவதற்கு முன் எவ்வளவு காலம் உயிர்வாழ்கிறது. அந்த இரண்டாவது எண் — வளிமண்டல ஆயுள் — காலநிலை அமைப்பில் ஒரு முக்கியமான நெம்புகோல்.

காலநிலை தரநிலைகளின்படி, மீத்தேனின் ஆயுள் குறுகியது. இது நூற்றாண்டுகளை விட ஆண்டுகளில் அளவிடப்படுகிறது, அதாவது அதைச் சுற்றியுள்ள வேதியியல் சூழலில் ஏற்படும் மாற்றங்களுக்கு இந்த வாயு விரைவாக பதிலளிக்கிறது. முதன்மை நீக்கி ஹைட்ராக்சில் ரேடிக்கல்களால் ஆக்சிஜனேற்றம் ஆகும்; இது வளிமண்டலத்தின் முக்கிய சுத்திகரிப்பு காரணி. குளோரின் அணுக்களும் மீத்தேனைத் தாக்குகின்றன, ஆனால் நவீன வளிமண்டலத்தில் அவை மொத்த இழப்பில் ஒரு சிறிய பங்கையே கொண்டுள்ளன.

இந்த ஆய்வின் மையக் கூற்று என்னவென்றால், கடைசி பனிக்கட்டி உச்சக்கட்ட காலத்தில் இந்த சமநிலை மாறியது. பனிக்கட்டி நிலைமைகளின் கீழ், மீத்தேன் ஆயுள் குறைக்கப்பட்டது — சுருக்கப்பட்டது — மற்றும் தூசி மத்தியஸ்த குளோரின் வேதியியல் அதற்குக் காரணமாக அடையாளம் காணப்பட்டுள்ளது என்று ஆராய்ச்சியாளர்கள் தெரிவிக்கின்றனர்.

தூசி எப்படி ஒரு வேதியியல் உலை ஆக முடியும்

இந்தக் கருத்து வாயு-கட்ட வேதியியலுக்கும் மேற்பரப்புகளில் நடக்கும் வேதியியலுக்கும் இடையிலான வேறுபாட்டைச் சார்ந்துள்ளது. திறந்த காற்றில் மெதுவாக, அல்லது இல்லவே இல்லாமல் நடக்கும் பல வளிமண்டல வினைகள், வினைபொருட்கள் ஒரு துகளின் மேற்பரப்பில் சந்திக்கும்போது விரைவுபடுத்தப்படலாம். தூசி அத்தகைய இடைமுகத்தைத் துல்லியமாக வழங்குகிறது: வளிமண்டலத்தில் தொங்கவிடப்பட்ட ஒரு பெரிய, பரவலாக விநியோகிக்கப்பட்ட தாது மேற்பரப்பு.

செயலற்ற பயணியிலிருந்து சுறுசுறுப்பான பங்கேற்பாளராக

குளோரின் கொண்ட சேர்மங்கள் தூசி மேற்பரப்புகளில் அதிக வினைத்திறன் வடிவங்களாக மாற்றப்பட முடிந்தால், அதிக தூசி நிறைந்த வளிமண்டலம் மீத்தேனை உடைக்கக்கூடிய குளோரின் இனங்களை அதிகம் உருவாக்கும். இதுவே ஆய்வு சுட்டிக்காட்டும் இயங்குமுறை. உண்மையில், பனிக்கட்டி வளிமண்டலம் அதன் சொந்த பரவலான வேதியியல் உலையைச் சுமந்திருக்கலாம்; தூசி சுமை அதிகரிக்கும்போது அது மேலும் திறமையானதாக வளர்ந்தது.

இது கட்டமைப்பில் ஒரு அர்த்தமுள்ள மாற்றம். சூரிய ஒளியைப் பிரதிபலிப்பதன் மூலம் தூசி கிரகத்தை எவ்வளவு குளிர்வித்தது என்று மட்டும் கேட்பதற்குப் பதிலாக, அதன் மேற்பரப்புகளில் வினைகளை விரைவுபடுத்துவதன் மூலம் தூசி வளிமண்டலத்தின் கலவையை எவ்வளவு மாற்றியது என்றும் ஆராய்ச்சியாளர்கள் கேட்க வேண்டியிருக்கும். இந்த இரண்டு விளைவுகளும் காலநிலை அமைப்பில் வெவ்வேறு இடங்களில் செயல்படுகின்றன, அவற்றைப் பிரித்தறிய வேண்டியிருக்கும்.

பனிக்கட்டி மாதிரிகள் சோதனைக் களமாக

பழங்கால மீத்தேனுக்கான ஆதாரம் பெரும்பாலும் துருவ பனிக்கட்டியில் சிக்கியுள்ள காற்றுக் குமிழ்களில் இருந்து வருகிறது. பனி பனிக்கட்டியாக இறுக்கமடையும்போது, சுற்றியுள்ள வளிமண்டலத்தின் சிறிய பைகள் உள்ளே அடைக்கப்படுகின்றன, அந்தக் காலத்தின் காற்றின் மாதிரியைப் பாதுகாக்கின்றன. இந்தக் காப்பகங்கள் பனிக்கட்டி சுழற்சிகள் முழுவதும் மீத்தேன் செறிவுகள் எவ்வாறு உயர்ந்தன மற்றும் குறைந்தன என்பதற்கான விரிவான படத்தை விஞ்ஞானிகளுக்கு வழங்கியுள்ளன.

ஆனால் செறிவுகள் மட்டும் அவை ஏன் மாறின என்பதை வெளிப்படுத்தாது. குறைந்த மீத்தேன் அளவு என்பது குறைவான மூலங்களைக் குறிக்கலாம் — உதாரணமாக, ஈரநிலங்கள் குறைவாக உற்பத்தி செய்தல் — அல்லது வாயு காற்றில் இருந்தபின் விரைவான அழிவைக் குறிக்கலாம். அந்தச் சாத்தியக்கூறுகளைப் பிரிக்க வேதியியல் தேவைப்படுகிறது, அங்கேதான் புதிய இயங்குமுறை பொருத்தமானதாகிறது. பனிக்கட்டி வளிமண்டலம் மீத்தேனை முன்னர் கருதியதை விட திறமையாக அழித்திருந்தால், பனிக்கட்டி-மாதிரி செறிவுகளில் இருந்து பெறப்பட்ட கடந்தகால உமிழ்வு மதிப்பீடுகளை மேல்நோக்கி திருத்த வேண்டியிருக்கும்.

இந்தக் கண்டுபிடிப்பு நிலைத்தால் என்ன மாறும்

• மூல மதிப்பீடுகள் மாறும். குறுகிய ஆயுள் என்பது பனிக்கட்டியில் பதிவான செறிவுகளைத் தக்கவைக்க பழங்கால மீத்தேன் மூலங்கள் கடினமாக உழைக்க வேண்டியிருந்தது என்பதைக் குறிக்கிறது; இது ஈரநிலங்களின் அளவு, பனிக்கட்டி நிலத்தின் உமிழ்வுகள் அல்லது பிற இயற்கை மூலங்களின் மறுகட்டமைப்புகளைத் திருத்தக்கூடும்.
• தூசி ஒரு வேதியியல் மாறியாகிறது. தூசியை முற்றிலும் கதிர்வீச்சு அல்லது படிவு காரணியாகக் கருதும் காலநிலை மற்றும் வேதியியல் மாதிரிகள், வளிமண்டல ஆக்சிஜனேற்றிகள் வழியாகச் செயல்படும் ஒரு பின்னூட்டத்தை இழக்கக்கூடும்.
• பனிக்கட்டி-இடைப்பனிக்கட்டி மாற்றங்களுக்கு ஒரு புதிய பார்வை கிடைக்கிறது. உலகம் கடைசி பனிக்கட்டி யுகத்திலிருந்து வெளியேறியபோது, தூசி சுமைகள் கூர்மையாகக் குறைந்தன. அதே நேரத்தில் தூசியால் இயக்கப்படும் குளோரின் வேதியியல் பலவீனமடைந்திருந்தால், மீத்தேனின் ஆயுள் நீளமாகியிருக்கும், இது பனிக்கட்டி மாதிரிகளில் பதிவான வளிமண்டல மீத்தேன் உயர்வுக்கு ஒரு வேதியியல் பெருக்கியைச் சேர்த்திருக்கும்.
• மாதிரி அளவீடு இறுக்கமாகிறது. மீத்தேனின் ஆயுளை மாற்றும் எந்த இயங்குமுறையும், உருவகப்படுத்தல்கள் பழங்கால வளிமண்டலத்தின் வெப்பநிலையை மட்டுமல்ல, அதன் கலவையையும் மீண்டும் உருவாக்க முடியுமா என்பதற்கான ஒரு புதிய சோதனையை வழங்குகிறது.

திறந்த கேள்விகள்

ஆழ்ந்த கடந்தகாலத்தின் ஒரு அம்சத்தை விளக்க முன்மொழியப்பட்ட எந்த இயங்குமுறையையும் போலவே, இந்த முன்மொழிவும் ஆய்வுக்கு அழைக்கிறது. முக்கிய கேள்விகள் அளவு சார்ந்தவை: தூசி யதார்த்தமாக எவ்வளவு வினைத்திறன் கொண்ட குளோரினை உருவாக்க முடியும், எந்தப் பகுதிகளிலும் பருவங்களிலும்? தூசி சமமாக விநியோகிக்கப்படவில்லை, மேலும் மிக முக்கியமான வேதியியல் குறிப்பிட்ட சூழல்களில் குவிந்திருக்கலாம் — பெரிய தூசி மூலங்களின் கீழ்காற்றுப் பகுதிகளில், அல்லது துகள்கள் அவற்றின் தோற்றத்திலிருந்து வெகுதூரம் பயணிக்கும் மேல் வளிமண்டலத்தில்.

போட்டி விளைவுகளின் விஷயமும் உள்ளது. தூசி கதிர்வீச்சு, மேக உருவாக்கம், சூழலமைப்புகளுக்கு ஊட்டச்சத்து வழங்குதல் ஆகியவற்றைப் பாதிக்கிறது, மேலும் இவை ஒவ்வொன்றும் மறைமுக வழிகளில் மீத்தேனைப் பாதிக்கலாம். அந்த ஒன்றுடன் ஒன்று கலக்கும் தாக்கங்களிலிருந்து ஒரு மேற்பரப்பு-வேதியியல் சமிக்ஞையைப் பிரித்தெடுப்பது ஒரு பெரிய பகுப்பாய்வு சவால், மேலும் இதற்கு வளிமண்டல வேதியியலாளர்கள், பனிக்கட்டி-மாதிரி விஞ்ஞானிகள் மற்றும் காலநிலை மாதிரியாளர்களுக்கு இடையே ஒருங்கிணைப்பு தேவைப்படும்.

பெரிய படம்

இந்த முடிவை குறிப்பிடத்தக்கதாக்குவது, வளிமண்டலம் வாயுக்களுக்கான ஒரு செயலற்ற கொள்கலன் அல்ல, ஒரு இணைந்த வேதியியல் அமைப்பு என்பதை இது நினைவூட்டுவதே. காற்றில் தொங்கவிடப்பட்டிருப்பதில் ஏற்படும் சிறிய மாற்றங்கள் — ஏரோசோல்கள், தூசி, வினைத்திறன் கொண்ட ஆலஜன்கள் — பசுமைக்குடில் வாயுக்கள் எவ்வளவு காலம் நீடிக்கின்றன, எனவே அவை கிரகத்தை எவ்வளவு வலுவாக வெப்பப்படுத்துகின்றன என்பதை மாற்றலாம். பனிக்கட்டி சுழற்சிகளின் கால அளவுகளில், அந்த இணைப்பு வளிமண்டலத்தின் கலவையையே வடிவமைக்கும் அளவுக்கு வலுவாக இருந்திருக்கலாம்.

இப்போது மீத்தேன் செறிவுகள் உயர்வதைக் கவனிக்கும் உலகத்திற்கு, இந்த ஆய்வு ஒரு பரந்த பாடத்தையும் கொண்டுள்ளது: மீத்தேனைப் புரிந்துகொள்வது என்பது அதன் மூலங்களைப் போலவே அதன் நீக்கிகளையும் கவனமாகப் புரிந்துகொள்வதாகும். ஒரு வாயுவை வளிமண்டலத்திலிருந்து நீக்கும் வேதியியல், அதை அங்கு சேர்த்த உமிழ்வுகளைப் போலவே காலநிலைக் கதையின் ஒரு பகுதியாகும் — இது இருபதாயிரம் ஆண்டுகளுக்கு முன்பு தூசி நிறைந்த வானங்களுக்கும் இன்றைய வளிமண்டலத்திற்கும் பொருந்தும் ஒரு கொள்கை.

இந்தக் கட்டுரை Science (AAAS) செய்தியறிக்கையை அடிப்படையாகக் கொண்டது. அசல் கட்டுரையைப் படிக்கவும்.