नए अध्ययन से पता चलता है कि ग्रीनलैंड की समुद्री शैवाल गहरे महासागर में कार्बन कैसे संग्रहित करती है।

ग्रीनलैंड का पथरीला तट। मैथिल्डे क्यूरो | अनस्प्लैश

एक अंतःविषयक अध्ययन पहली बार उन समुद्रवैज्ञानिक मार्गों की पुष्टि करता है जो दक्षिण-पश्चिम ग्रीनलैंड के तटीय जल से तैरते हुए मैक्रोएल्गी को गहरे समुद्र के कार्बन भंडारों तक पहुंचाते हैं, जो संभावित रूप से वैश्विक कार्बन भंडारण में पहले से कम आंकी गई भूमिका निभा रहे हैं।

बड़े शैवाल, या समुद्री शैवाल (केल्प सहित), अत्यधिक उत्पादक तटीय पर्यावास हैं जो वायुमंडलीय कार्बन (CO₂) की महत्वपूर्ण मात्रा को अवशोषित करने में सक्षम हैं। पिछले अध्ययनों से अनुमान लगाया गया है कि विश्व स्तर पर, प्रति वर्ष 4-44 टेराग्राम (1Tg = एक मिलियन मीट्रिक टन) बड़े शैवाल से प्राप्त कार्बन 200 मीटर की गहराई तक पहुँच सकता है, जहाँ यह कम से कम 100 वर्षों तक संचित रह सकता है।

हालांकि, वृहद शैवाल के दीर्घकालिक कार्बन भंडारण में योगदान को निश्चित रूप से मापना चुनौतीपूर्ण रहा है, क्योंकि इसमें कई मुद्दे शामिल हैं, जैसे: वृहद शैवाल के गुणों की विस्तृत श्रृंखला जिन पर विचार करने की आवश्यकता है; भौतिक समुद्री परिवहन प्रक्रियाओं के साथ जटिल अंतःक्रियाएं; और तटीय चट्टानी किनारों को छोड़ने के बाद अलग हुए वृहद शैवाल की यात्राओं और परिवर्तनों के बारे में वैज्ञानिक प्रमाणों की कमी।

इस ज्ञान की कमी को दूर करने के लिए, जर्मनी के लाइबनिज़ इंस्टीट्यूट फॉर बाल्टिक सी रिसर्च वार्नेमुंडे और हेल्महोल्ट्ज़-ज़ेंट्रम हेरेन के संयुक्त नेतृत्व में और प्लायमाउथ मरीन लेबोरेटरी, एक्सेटर विश्वविद्यालय, पुर्तगाल, सऊदी अरब और डेनमार्क के वैज्ञानिकों को शामिल करते हुए अध्ययन दल ने उपग्रह इमेजरी, महासागरीय ड्रिफ्टर ट्रैकिंग, संख्यात्मक मॉडलिंग और उन्नत अशांति विश्लेषणों के संयोजन का उपयोग करके यह प्रदर्शित किया कि मैक्रोएल्गी की व्यापक परतें तट से सैकड़ों किलोमीटर दूर तक यात्रा कर सकती हैं। अंततः ये परतें अत्यधिक गहराई में डूब सकती हैं जहाँ उनका कार्बनिक कार्बन दीर्घकालिक रूप से संग्रहित हो सकता है।

समुद्र की धाराओं की जांच में सहायता के लिए सतह पर तैरने वाले 305 समुद्र विज्ञान निगरानी उपकरणों से प्राप्त आंकड़ों और संख्यात्मक सिमुलेशन मॉडल से पता चला है कि समुद्र की धाराएं तटीय क्षेत्रों से उत्प्लावनशील मैक्रोएल्गी को पारिस्थितिक समय-सीमा (औसतन 12-64 दिन) पर गहरे पानी में ले जा सकती हैं, अक्सर संरचनात्मक टूटने से पहले।

इन निष्कर्षों की पुष्टि यूरोपीय संघ के कोपरनिकस कार्यक्रम द्वारा संचालित एक सेवा के माध्यम से प्राप्त 1,300 से अधिक सेंटिनल-2 उपग्रह की उच्च-रिज़ॉल्यूशन, बहु-स्पेक्ट्रल छवियों के विश्लेषण से हुई। इन छवियों से ग्रीनलैंड शेल्फ सागर और निकटवर्ती लैब्राडोर सागर में लगभग 8,000 तैरते हुए मैक्रोएल्गी के पैच का पता चला, जिससे मैक्रोएल्गी की व्यापक अपतटीय उपस्थिति की पुष्टि हुई।

[A] तैरते हुए मैक्रोएल्गी के मैट के स्थान, महीने के अनुसार रंग-कोडित। सेंटिनल-2 टाइल्स और 1000 मीटर आइसोबाथ (काली डैश वाली रेखा) के संयुक्त फुटप्रिंट भी दिखाए गए हैं। तैरते हुए शैवाल सूचकांक [B] और वास्तविक रंग [C] 19 अगस्त 2020 की सेंटिनल-2 छवि, जिसमें 221,900 वर्ग मीटर क्षेत्रफल वाला सबसे बड़ा तैरता हुआ मैक्रोएल्गी मैट दिखाया गया है। [B] में दिखाया गया इनसेट मैट का स्थान दर्शाता है। © PML

लार्ज एडी सिमुलेशन तकनीक का उपयोग करके बनाए गए अत्यंत विस्तृत त्रि-आयामी महासागरीय मॉडलों से यह भी पता चला कि सर्दियों के दौरान गहरे महासागरीय संवहन, जिसमें ठंडे सतही जल द्वारा संचालित तीव्र ऊर्ध्वाधर मिश्रण होता है, तैरते हुए बड़े शैवालों को सतह से काफी नीचे डुबो सकता है। इन गहरे महासागरीय जलों में पाए जाने वाले उच्च दबाव के कारण, शैवालों के भीतर उत्प्लावन संरचनाएं ध्वस्त हो जाती हैं, जिससे वे डूब जाते हैं और कार्बन को महासागर की गहराई में ले जाते हैं।

© पीएमएल

दक्षिण-पश्चिमी ग्रीनलैंड को केस स्टडी क्षेत्र के रूप में चुना गया क्योंकि यह तटीय क्षेत्रों से गहरे समुद्र में मैक्रोएल्गी के निर्यात के अनुमानों के आधार पर मान्यताओं का परीक्षण करने के लिए एक आदर्श स्थान है। इस क्षेत्र की चट्टानी तटरेखा पर प्रचुर मात्रा में मैक्रोएल्गी पाई जाती है, भूरे शैवाल की प्रमुख प्रजातियाँ अलग होने पर तैरती हैं, और अन्य अध्ययनों ने पुष्टि की है कि तलछट ईडीएनए ने उथले तटीय क्षेत्रों से लेकर 1460 मीटर की गहराई और 350 किलोमीटर दूर समुद्र तक फैली तलछट में मैक्रोएल्गी की पहचान की है। ग्रीनलैंड और आर्कटिक शेल्फ, ढलान और गहरे समुद्र की तलछट में मैक्रोएल्गी की व्यापकता, जिसमें भूरे शैवाल की प्रधानता है, सहस्राब्दियों से बनी हुई है, जो यह प्रमाणित करती है कि ग्रीनलैंड से मैक्रोएल्गी का निर्यात आर्कटिक में दीर्घकालिक कार्बन दफन में योगदान देता है।

भविष्य के अध्ययनों के लिए टीम एक बड़े पैमाने पर अंतःविषयक अध्ययन की सिफारिश करती है ताकि तीन प्राथमिक प्रक्रियाओं का अवलोकन किया जा सके जिसके परिणामस्वरूप तटीय स्रोतों से लैब्राडोर सागर में संभावित सिंक तक तैरते हुए मैक्रोएल्गी का निर्यात होता है: 1) पृथक्करण; 2) सतही धाराओं द्वारा अपतटीय निर्यात; 3) ऊर्ध्वाधर निर्यात।

इसे प्राप्त करने के लिए, प्रमुख तैरने वाली वृहद शैवाल प्रजातियों के तैरने की अवधि और ऊपर उठने की गति का प्रयोगात्मक रूप से निर्धारण करना आवश्यक है, साथ ही उत्प्लावन संरचनाओं के ढहने के बाद उनके डूबने की गति का भी निर्धारण करना होगा। इसी प्रकार, उत्प्लावन संरचनाओं के ढहने की गहराई का निर्धारण करना आवश्यक है ताकि ऊर्ध्वाधर निर्यात के लिए विश्वसनीय मानकीकरण विकसित किए जा सकें।