दक्षिणी महासागर का ठंडा पानी अंटार्कटिका को खाई की तरह घेरने वाले महासागर दुनिया के सभी महासागरों में सबसे कम खोजे गए और सबसे कम समझे जाने वाले महासागरों में से एक हैं। यह निराधार है क्योंकि हम यह भी जानते हैं कि यह महासागर है एक बड़ी भूमिका निभाता है अपनी मनमौजी धाराओं और वायुमंडल से गर्मी और कार्बन डाइऑक्साइड को अवशोषित करने की अपनी जबरदस्त क्षमता के साथ पृथ्वी की जलवायु को विनियमित करने में।
दक्षिणी महासागर वैश्विक महासागर क्षेत्र का लगभग 25-30% भाग कवर करता है और महासागरों द्वारा अवशोषित सभी मानव-उत्सर्जित कार्बन डाइऑक्साइड का लगभग 40% अवशोषित करता है।
समुद्र की यह क्षमता बड़े पैमाने पर इसकी ठंडी और अपेक्षाकृत ताज़ा सतह परतों से आती है, जो गर्म, नमकीन, कार्बन युक्त जलाशयों के ऊपर ढक्कन की तरह बैठती है। यह व्यवस्था समुद्र को उत्सर्जन की तुलना में बहुत अधिक कार्बन डाइऑक्साइड को रोकने की अनुमति देती है। यहां तक कि इस परत में एक छोटा सा बदलाव भी – जो मीठे पानी के प्रवाह, हवा के बदलते पैटर्न, परिसंचरण में बदलाव आदि के कारण हो सकता है – यह बदल सकता है कि क्या महासागर एक बफर के रूप में कार्य करना जारी रखता है या क्या यह वायुमंडलीय कार्बन डाइऑक्साइड का एक भयानक नया स्रोत बन जाता है।
लगभग दो दशकों से, वैज्ञानिकों ने जलवायु परिवर्तन में महासागर की भूमिका को समझने के लिए कंप्यूटर मॉडल का उपयोग किया है – और मॉडल कह रहे हैं कि दुनिया के गर्म होने के कारण दक्षिणी महासागर कम डूबने वाला बन सकता है। विशेष रूप से, मॉडलों में कहा गया है कि तेज पश्चिमी हवाएं और वायुमंडल में अधिक ग्रीनहाउस गैसें अधिक कार्बन युक्त गहरे पानी को सतह की ओर पंप करेंगी, जो हवा में कार्बन डाइऑक्साइड छोड़ेगी और ग्लोबल वार्मिंग को रोकने की महासागर की क्षमता को कम कर देगी।
फिर भी नए आंकड़ों से पता चला है कि ठीक इसके विपरीत हुआ है।
2000 के दशक की शुरुआत से, वैज्ञानिकों ने पाया है कि दक्षिणी महासागर अधिक कार्बन सोख रहा है, कम नहीं। जर्मनी में हेल्महोल्ट्ज़ सेंटर फॉर पोलर एंड मरीन रिसर्च और म्यूनिख के लुडविग मैक्सिमिलियन विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं द्वारा महासागर रसायन विज्ञान के एक नए दीर्घकालिक विश्लेषण ने इस अप्रत्याशित लचीलेपन के लिए अब तक की सबसे स्पष्ट व्याख्या पेश की है। जबकि जलवायु मॉडल ने भौतिकी के महत्वपूर्ण हिस्सों को सही किया, शोधकर्ताओं ने कहा कि मॉडल एक शक्तिशाली सतह प्रक्रिया से चूक गए, जिसने अस्थायी रूप से उनके द्वारा अनुमानित कमजोरियों को छिपा दिया।
टीम के निष्कर्षों को प्रकाशित किया गया था प्रकृति जलवायु परिवर्तन अक्टूबर में.
कार्बन सिंक
मॉडलों का तर्क शारीरिक रूप से सही था, इसलिए वैज्ञानिकों के पास उन पर संदेह करने का कोई कारण नहीं था। जैसे-जैसे ग्रीनहाउस गैसों की सांद्रता बढ़ी और ओजोन परत पतली हुई, दक्षिणी गोलार्ध में पश्चिमी हवाएँ मजबूत हुईं और ध्रुव की ओर स्थानांतरित हो गईं। इस बदलाव का मतलब होगा दक्षिणी महासागर में मजबूत उभार, यानी सतह की ओर अधिक गहरा, कार्बन-डाइऑक्साइड युक्त पानी का बढ़ना।
नए अध्ययन के सह-लेखक और उपरोक्त संस्थानों के समुद्र विज्ञानी लीया ओलिवियर ने कहा, “पहले के जलवायु मॉडल में मुख्य धारणा दक्षिणी महासागर के मेरिडियनल रिवर्सिंग सर्कुलेशन की तीव्रता है।” “इससे समुद्र की गहराई से अधिक पानी आएगा… वायुमंडल के संपर्क में आएगा, और इसलिए दक्षिणी महासागर का कार्बन सिंक कमजोर होगा।”
इसलिए मॉडलों ने भविष्यवाणी की कि जैसे-जैसे हवाएँ तेज़ होंगी, दक्षिणी महासागर अधिक कार्बन उत्सर्जित करना शुरू कर देगा, शायद जलवायु परिवर्तन भी तेज़ हो जाएगा।
दक्षिणी महासागर में दशकों के हाइड्रोग्राफिक मापों का उपयोग करते हुए, नए विश्लेषण से पता चला है कि गहरे पानी वास्तव में बढ़ रहे हैं। विशेष रूप से, सर्कंपोलर गहरे पानी, जो स्वाभाविक रूप से घुलनशील अकार्बनिक कार्बन से समृद्ध हैं और इसके ऊपर की परतों की तुलना में गर्म हैं, 1990 के दशक से लगभग 40 मीटर ऊपर चले गए हैं।
इसके परिणामस्वरूप उपसतह में कार्बन डाइऑक्साइड का दबाव लगभग 10 माइक्रोएटमॉस्फियर तक बढ़ गया है, जो मॉडल अनुमानों के अनुरूप बदलाव है।
डॉ. ओलिवियर ने कहा, “इस अध्ययन का सबसे आश्चर्यजनक हिस्सा यह देखना था कि जिस संकेत की हमें उम्मीद थी वह वहां था – बिल्कुल उपसतह परत में… गहरा पानी सतह के करीब और करीब आ रहा है, धीरे-धीरे लेकिन निश्चित रूप से पहले मौजूद पानी की जगह ले रहा है।”
मॉडल क्या चूक गए
फिर भी समुद्र अधिक कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जित नहीं कर रहा था, और जर्मनी की टीम ने सतह पर मीठे पानी की एक पतली परत में इसका कारण पाया।
पिछले कुछ दशकों में, अधिक वर्षा, समुद्री बर्फ के परिवहन और अंटार्कटिका के ग्लेशियरों से अधिक पिघले पानी के कारण दक्षिणी महासागर ताज़ा (या कम नमकीन) होता जा रहा है। ताज़ा पानी हल्का होता है. जब यह सतह पर जमा हो जाता है, तो यह स्तरीकरण को मजबूत करता है, यानी परत की मात्रा जो ठंडी और अधिक उछाल वाली सतह को नीचे के गर्म और नमकीन पानी से अलग करती है।
इस स्तरीकरण ने गहराई से कार्बन युक्त पानी को वायुमंडल के संपर्क में आने से रोक दिया। बल्कि ऐसा लगता है कि यह सतह से 100-200 मीटर नीचे फंसा हुआ है।
डॉ. ओलिवर के अनुसार, बलों के बीच यह प्रतिस्पर्धी परस्पर क्रिया बिल्कुल वही है जिसे पकड़ने के लिए मॉडलों को संघर्ष करना पड़ा: “हमारे पास दो प्रतिस्पर्धी तंत्र हैं: उत्थान जो गहरे पानी को ऊपर लाता है और स्तरीकरण जो ऊर्ध्वाधर आदान-प्रदान को अवरुद्ध करता है। मेरा अनुमान है कि दक्षिणी महासागर के स्तरीकरण को कभी-कभी गलत तरीके से प्रस्तुत किया जाता है।”
वास्तव में इस परत की उपस्थिति को पकड़ना काफी चुनौतीपूर्ण है। स्तरीकरण कई प्रक्रियाओं द्वारा नियंत्रित होता है जो बेहद अलग-अलग पैमाने पर हो रही हैं। डॉ. ओलिवर ने कहा कि यह मुख्य रूप से भंवरों और बर्फ-शेल्फ गुहाओं की जटिल भौतिकी के कारण है। भंवर केवल कुछ किलोमीटर चौड़े हैं जबकि बर्फ की गुहाएँ बहुत बड़ी हैं।
उन्होंने कहा, “डेटा की कमी भी एक भूमिका निभाती है।”
क्षणभंगुर राहत
नए अध्ययन में इस बात पर जोर दिया गया है कि मौजूदा स्थिति लंबे समय तक कायम नहीं रह सकती है। मोटे तौर पर 2010 की पहली छमाही में, स्तरीकृत परत पतली होने लगी। हाल के अवलोकनों से पता चला है कि दक्षिणी महासागर के कुछ हिस्सों में सतह की लवणता फिर से बढ़ रही है, जिससे पता चलता है कि ढक्कन कम हो सकता है।
डॉ. ओलिवर ने समझाया, “हम एक मजबूत स्तरीकरण देखते हैं, लेकिन यह अधिक उथला होता जा रहा है।” “तेज़ हवाएँ अधिक आसानी से स्तरीकृत परत के नीचे और गहरे पानी में पहुँच सकती हैं जो गर्म, खारा और कार्बन डाइऑक्साइड से भरपूर हैं। एक बार जब ये पानी मिश्रित हो जाते हैं, तो ऊपरी परत को फिर से स्तरीकृत करना कठिन हो जाएगा।”
दूसरे शब्दों में, कार्बन सिंक की अनुमानित कमज़ोरी फिर से उभर सकती है, और शायद (अब) अपेक्षा से भी पहले। गहरा कार्बन डाइऑक्साइड भंडार पहले की तुलना में पहले से ही सतह के करीब है। इसलिए यदि स्तरीकरण और अधिक नष्ट हो जाता है, तो दशकों पहले मॉडल द्वारा सतह पर देखे जाने की उम्मीद वाला कार्बन अचानक प्रकट हो सकता है।
लेकिन मॉडलों को बदनाम करने के बजाय, शोधकर्ताओं ने कहा कि उनके निष्कर्ष इस बात को पुष्ट करते हैं कि वे कितने आवश्यक हैं। उनके अनुमानों ने उन प्रक्रियाओं पर सीधे नीतिगत ध्यान देने में मदद की, जिनका वैज्ञानिकों को निरीक्षण करने की आवश्यकता थी, और जिसने अंततः यह समझाने में मदद की कि दक्षिणी महासागर ने अप्रत्याशित रूप से व्यवहार क्यों किया।
सबक सरल है: मॉडल कमजोरियों को प्रकट करते हैं; अवलोकन से अपवाद प्रकट होते हैं। और पृथ्वी की जलवायु प्रणाली बीच में कहीं स्थित है।
यह जानने के लिए कि आगे क्या होगा, वैज्ञानिकों को दुनिया के सबसे कठोर वातावरणों में से एक में निरंतर, साल भर के अवलोकन की भी आवश्यकता है। चाहे वह आने वाले दशकों में कार्बन को अवशोषित करे या छोड़े, ग्रह के भविष्य को गहराई से बदल सकता है और हमें बता सकता है कि हमारे मॉडल एक भ्रामक छोटे महासागर के विकास के साथ कितनी अच्छी तरह तालमेल बिठा सकते हैं।
अश्मिता गुप्ता एक विज्ञान लेखिका हैं।
