डार्क ऑक्सीजन : अज्ञात प्रक्रिया से गहरे समुद्र में ऑक्सीजन का उत्पादन

अज्ञात प्रक्रिया से गहरे समुद्र में ऑक्सीजन का उत्पादन

एक अज्ञात प्रक्रिया दुनिया के महासागरों की गहराई में ऑक्सीजन उत्पन्न कर रही है, जिसे डार्क ऑक्सीजन कहा गया है;जहाँ प्रकाश संश्लेषण (photosynthesis) के लिए बहुत अंधेरा होता है. इस खोज के महत्वपूर्ण परिणाम हो सकते हैं क्योंकि ऑक्सीजन जीवन का समर्थन करती है और इसका मतलब है कि पहले से अज्ञात पारिस्थितिकी तंत्र (ecosystems) मौजूद हो सकते हैं।

ऑक्सीजन उत्पादन के सिद्धांत

ऑक्सीजन के लिए एक संभावित स्पष्टीकरण यह है कि पॉलीमेटलिक नोड्यूल्स (polymetallic nodules) विद्युत आवेशों (electric charges) का परिवहन कर रहे हैं जो उनके आस-पास के पानी के अणुओं को विभाजित करते हैं, जिससे ऑक्सीजन निकलती है। पॉलीमेटलिक नोड्यूल्स लोहे, मैंगनीज हाइड्रॉक्साइड्स और चट्टानों के टुकड़े होते हैं, जो महासागर की तलहटी के कई हिस्सों में आंशिक रूप से डूबे होते हैं। यदि उनकी सांद्रता (concentration) प्रति वर्ग मीटर 10 किलोग्राम से अधिक हो, तो उनका खनन (mining) आर्थिक रूप से लाभकारी माना जाता है — और कई देश इसे एक नए संसाधन के रूप में दोहन करने की योजना बना रहे हैं।

भारत प्रशांत महासागर (Pacific Ocean) में गहरे समुद्री खनिजों (deep-sea minerals) की खोज के लिए लाइसेंस के लिए आवेदन करने की योजना बना रहा है। भारत का पृथ्वी विज्ञान मंत्रालय (Ministry of Earth Sciences) भी वर्तमान में ‘डीप ओशन मिशन’ (Deep Ocean Mission) के तहत भारतीय महासागर (Indian Ocean) में इसी तरह के संसाधनों की खोज और खनन के लिए एक पनडुब्बी वाहन बना रहा है।

डार्क ऑक्सीजन के अध्ययन का क्षेत्र

ऑक्सीजन की इस खोज ने यह सवाल उठाया है कि पॉलीमेटलिक नोड्यूल्स को निकालने के लिए गहरे समुद्र में खनन से समुद्री पारिस्थितिक तंत्र पर क्या प्रभाव पड़ेगा।

इस अध्ययन के पीछे जर्मनी, यूके और यूएस के वैज्ञानिक थे, जो मैक्सिको के पश्चिमी तट के पास समुद्र तल के एक हिस्से, क्लेरियन-क्लिपरटन ज़ोन (Clarion-Clipperton Zone) का अध्ययन कर रहे थे। भारत से बड़े क्षेत्र को कवर करते हुए, यह क्षेत्र दुनिया में पॉलीमेटलिक नोड्यूल्स की सबसे अधिक सांद्रता वाला क्षेत्र माना जाता है, जिसमें 6 अरब टन मैंगनीज और 200 मिलियन टन से अधिक तांबा (copper) और निकल (nickel) शामिल हैं।

जब वैज्ञानिक 4 किमी की गहराई पर प्रयोग कर रहे थे, उन्होंने देखा कि कुछ स्थानों पर ऑक्सीजन की सांद्रता घटने के बजाय तेजी से बढ़ गई। उन्होंने 2020 और 2021 में अनुवर्ती अध्ययन किए। प्रत्येक मामले में, उन्होंने सतह से एक उपकरण छोड़ा जो समुद्र तल पर उतरेगा, जहाँ यह तलछट के एक छोटे हिस्से को कुछ समुद्री जल के साथ अलग करेगा और ऑक्सीजन के स्तर को मापेगा।

एबिसल ज़ोन की विशेषताएँ

इस पानी के नीचे के क्षेत्र को एबिसल ज़ोन (abyssal zone) कहा जाता है। यहाँ प्रकाश संश्लेषण के लिए पर्याप्त धूप नहीं पहुँचती। इसके बजाय, यहाँ जीवन-रूपों को ‘ग्रेट कन्वेयर बेल्ट’ (Great Conveyor Belt) नामक वैश्विक परिसंचरण द्वारा लाए गए पानी से ऑक्सीजन मिलती है। फिर भी, ऑक्सीजन की मात्रा कम होती है और बिना किसी स्थानीय उत्पादन के, उपकरण को मापना चाहिए था कि छोटे जानवरों द्वारा इसे उपभोग करने के कारण ऑक्सीजन का स्तर गिर रहा था। लेकिन वैज्ञानिकों को इसका उल्टा मिला: यह बढ़ गया, कभी-कभी केवल दो दिनों में तीन गुना बढ़ गया।

उन्होंने अपने प्रयोगशाला में समुद्र तल की स्थितियों को पुनः उत्पन्न करके इस खोज की दोबारा जांच की, और पाया कि ऑक्सीजन का स्तर एक बिंदु तक बढ़ गया और फिर गिर गया।

ऑक्सीजन स्रोत की खोज

जब उन्होंने नोड्यूल्स की भौतिक विशेषताओं को मापा, तो उन्होंने पाया कि उनकी सतहों पर 0.95 वोल्ट तक का वोल्टेज था। एक पानी के अणु को विभाजित करने के लिए 1.5 वोल्ट की आवश्यकता होती है, लेकिन शोधकर्ताओं ने संदेह व्यक्त किया कि अगर कई नोड्यूल्स एक साथ करीब होते हैं, तो वोल्टेज बढ़ सकता है, जैसे कि बैटरी के सेल्स के मामले में होता है।

ऑक्सीजन के स्रोत मूल्यवान होते हैं क्योंकि वे जीवन को जीवित रहने की अनुमति देते हैं। लेकिन जैसा कि प्रयोगशाला के प्रयोग में संकेत मिला था, नोड्यूल्स केवल तब तक ऑक्सीजन उत्पन्न कर सकते हैं जब तक वे पर्याप्त वोल्टेज प्राप्त कर सकते हैं। नोड्यूल्स का अपना ऊर्जा स्रोत भी स्पष्ट नहीं है।

डीप-सी माइनिंग: संभावित खतरे और चुनौतियाँ

महासागर तल पर पॉलीमेटलिक नोड्यूल्स की मात्रा को देखते हुए, डीप-सी माइनिंग आने वाले दशकों में एक प्रमुख समुद्री संसाधन निकासी गतिविधि बनने की उम्मीद है। अंतर्राष्ट्रीय समुद्री प्राधिकरण (International Seabed Authority) ने कम से कम 22 contractors – जिनमें भारत सरकार भी शामिल है – के साथ पॉलीमेटलिक नोड्यूल्स, पॉलीमेटलिक सल्फाइड्स (polymetallic sulphides) और कोबाल्ट-समृद्ध फेरोमैंगनीज क्रस्ट्स (cobalt-rich ferromanganese crusts) की खोज के लिए 15 साल के अनुबंध स्थापित किए हैं। अकेले चीन को क्लेरियन-क्लिपरटन ज़ोन का 17% खनन करने की उम्मीद है।

नयी खोज इस संभावना को बढ़ाती है कि इस प्रकार का खनन उन पारिस्थितिक तंत्रों को नुकसान पहुँचा सकता है जिन्हें ‘डार्क ऑक्सीजन’ (dark oxygen) के लिए जीवित रहने की आवश्यकता होती है। विशेषज्ञों ने पाया है कि डीप-सी माइनिंग स्वयं समुद्री पर्यावरण के लिए हानिकारक हो सकता है, चाहे ‘डार्क ऑक्सीजन’ हो या नहीं।

डीप-सी माइनिंग पर भविष्य के प्रभाव

वैज्ञानिक एबिसल ज़ोन में पारिस्थितिकी तंत्र के बारे में भी कम जानते हैं जितना कि वे कई अन्य जमीनी पारिस्थितिकी तंत्रों के बारे में जानते हैं, जिसका मतलब है कि वैज्ञानिकों द्वारा उनके भाग्य और वैश्विक जलवायु प्रक्रियाओं में उनकी भूमिका की भविष्यवाणी के लिए उपयोग किए जाने वाले मॉडल अविश्वसनीय हो सकते हैं। इन और अन्य मुद्दों को ध्यान में रखते हुए, तीन प्रमुख यूरोपीय बीमा कंपनियों ने कहा कि वे अपने अंडरराइटिंग पोर्टफोलियो से डीप-सी माइनिंग को बाहर कर देंगे।

‘डार्क ऑक्सीजन’ इन चुनौतियों में जोड़ता है। अगर डीप-सी माइनिंग इनका सामना करने के लिए टिकाऊ तरीके नहीं ढूंढता, तो इसे पूरी तरह से अव्यवहारिक बना दिया जा सकता है।