હવામાન પલટાની પ્રાગૈતિહાસિક. જ્યારે મિથેન હવામાનને નિયંત્રિત કરે છે

એવું હંમેશાં કહેવામાં આવ્યું છે વાતાવરણ મા ફેરફાર તે કંઈક પ્રમાણમાં આધુનિક કારણ છે, મોટાભાગના વાતાવરણમાં મોટા ગ્રીનહાઉસ ગેસ ઉત્સર્જન દ્વારા, જેમ કે મિથેન અને CO2, humansદ્યોગિક ક્રાંતિ પછીના માણસો દ્વારા. તેમ છતાં, તમે શું વિચારો છો જો મેં તમને કહ્યું હતું કે પૃથ્વીની રચના થયા પછીના અબજો વર્ષોમાં અન્ય વાતાવરણમાં પરિવર્તન આવ્યું છે?

પૃથ્વીનું વાતાવરણ હંમેશાં આજની જેમ રહ્યું નથી. તે ઘણી પ્રકારની રચનાઓ દ્વારા કરવામાં આવી છે. હવામાન પરિવર્તનની પ્રાગૈતિહાસિક એટલે શું?

જ્યારે મિથેન હવામાનને નિયંત્રિત કરે છે

આશરે ૨.2.300 અબજ વર્ષ પહેલાં, વિચિત્ર સુક્ષ્મસજીવોએ તત્કાલીન "યુવાન" ગ્રહ પૃથ્વીમાં નવા જીવનનો શ્વાસ લીધો. તે સાયનોબેક્ટેરિયા વિશે છે. તેઓએ ગ્રહને હવાથી ભર્યો. જો કે, એવું માનવામાં આવે છે કે આ સમય પહેલાં ઘણા પહેલા, એકેકોલ્યુલર સજીવોના બીજા જૂથે ગ્રહને વસ્તી આપ્યો હતો અને તેને રહેવા યોગ્ય બનાવી શક્યો હોત. અમે મેથેનોજેન્સ વિશે વાત કરીએ છીએ.

મેથેનોજેન્સ એ એકલ-કોષી સજીવ છે જે ફક્ત એવી પરિસ્થિતિમાં જ જીવી શકે છે ત્યાં કોઈ oxygenક્સિજન નથી અને તેઓ તેમના ચયાપચય દરમિયાન મિથેનને કચરો ઉત્પાદન તરીકે સંશ્લેષણ કરે છે. આજે આપણે ફક્ત રૂમાન્ટ્સના આંતરડા, કાંપના તળિયા અને ગ્રહ પરના અન્ય સ્થળો જેવા સ્થળોએ મિથેનોજેન્સ શોધી શકીએ છીએ જ્યાં ઓક્સિજન અસ્તિત્વમાં નથી.

આપણે જાણીએ છીએ તેમ, મિથેન એ ગ્રીનહાઉસ ગેસ છે જે કાર્બન ડાયોક્સાઇડ કરતા 23 ગણો વધુ ગરમી જાળવી રાખે છે, તેથી એવું અનુમાન કરવામાં આવે છે કે પૃથ્વીના પ્રથમ બે અબજ વર્ષો સુધી, મિથેનોજેન્સ શાસન કરે છે. આ સજીવો દ્વારા સંશ્લેષિત મિથેનને લીધે આખા ગ્રહની આબોહવા પર પ્રચંડ પ્રતિક્રિયાઓ સાથે ગ્રીનહાઉસ અસર થઈ.

ઓક્સિજનની હાજરીને કારણે આજે મિથેન ફક્ત 10 વર્ષ વાતાવરણમાં જ રહે છે. જો કે, જો પૃથ્વીના વાતાવરણમાં ઓક્સિજનના અણુઓનો અભાવ છે, તો મિથેન આશરે 10.000 વર્ષો સુધી ટકી શકે છે. તે સમયે, સૂર્યપ્રકાશ તેટલો મજબૂત નહોતો જેટલો હવે છે, તેથી પૃથ્વીની સપાટી પર પહોંચતા અને આમ ગ્રહને ગરમ કરતા કિરણોત્સર્ગનું પ્રમાણ ઘણું ઓછું હતું. તેથી જ, ગ્રહનું તાપમાન વધારવા અને રહેવા યોગ્ય વાતાવરણ બનાવવા માટે, ગરમીને ફસાવવા માટે મિથેન જરૂરી હતું.

આદિમ વાતાવરણની ગ્રીનહાઉસ અસર

જ્યારે પૃથ્વી આશરે 4.600.. અબજ વર્ષો પહેલા રચાય છે, ત્યારે સૂર્ય આજે જે કરે છે તેના %૦% જેટલું તેજ આપે છે. તેથી જ, પ્રથમ બરફ યુગ પહેલા (લગભગ 70 અબજ વર્ષો પહેલા) વાતાવરણ સંપૂર્ણપણે ગ્રીનહાઉસ પ્રભાવ પર આધારિત હતું.

હવામાન પલટો વિશેષજ્ specialોએ વિચાર્યું એમોનિયા માં ગ્રીનહાઉસ ગેસ કે જેમણે આદિમ વાતાવરણમાં ગરમી જાળવી રાખી હતી, કારણ કે આ એક શક્તિશાળી ગ્રીનહાઉસ ગેસ છે. જો કે, વાતાવરણીય ઓક્સિજનની ગેરહાજરીમાં, સૂર્યમાંથી અલ્ટ્રાવાયોલેટ કિરણોત્સર્ગ એમોનિયાને ઝડપથી નાશ કરે છે, તે સમયે તે મિથેનને મુખ્ય ગેસ બનાવે છે.

વાતાવરણમાં ગરમીના યોગદાન અને ગ્રીનહાઉસ ઇફેક્ટ માટે અમે સીઓ 2 પણ ઉમેરીએ છીએ. ત્યાં સુધીમાં, તેની સાંદ્રતા ઘણી ઓછી હતી, તેથી જ તે ગ્રીનહાઉસ અસરનું કારણ બની શક્યું નથી. સીઓ 2 ફક્ત જ્વાળામુખી દ્વારા, વાતાવરણમાં કુદરતી રીતે ઉત્સર્જિત થતો હતો.

મિથેનની ભૂમિકા અને ધુમ્મસ જેણે ગ્રહને ઠંડુ પાડ્યું

પ્રાકૃતિક આબોહવાને નિયંત્રિત કરવામાં મિથેનની ભૂમિકા લગભગ billion. billion અબજ વર્ષો પહેલા શરૂ થઈ હતી, જ્યારે મિથેનોજેન્સ કચરો ઉત્પાદન તરીકે મહાસાગરોમાં મિથેન ગેસનું સંશ્લેષણ કરે છે. આ ગેસ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક સ્પેક્ટ્રમના વિશાળ ક્ષેત્રમાં સૂર્યમાંથી ગરમી ફસાય છે. તે અલ્ટ્રાવાયોલેટ કિરણોત્સર્ગને પણ પસાર કરવાની મંજૂરી આપે છે, તેથી હાલના સીઓ 3.500 સાથે ઉમેરવામાં આવેલા આ પરિબળોમાં, તેઓએ ગ્રહને રહેવા યોગ્ય તાપમાને રાખ્યો હતો.

મેથેનોજેન્સ વધુ તાપમાનમાં વધુ સારી રીતે બચી ગયા હતા. તાપમાનમાં તીવ્ર વધારો થતાં જળ ચક્ર અને પથ્થરનું ધોવાણ વધ્યું હતું. ખડકોના ધોવાણની આ પ્રક્રિયા, વાતાવરણમાંથી સીઓ 2 કાractsે છે. તેથી બંને વાતાવરણમાં મિથેન અને સીઓ 2 ની સાંદ્રતા સમાન બની.

વાતાવરણની રસાયણશાસ્ત્રને લીધે મિથેન પરમાણુઓ પોલિમરાઇઝ થવા લાગ્યા (એક સાથે જોડાયેલા મિથેન અણુઓની સાંકળો બનાવે છે) અને જટિલ હાઇડ્રોકાર્બન બનાવે છે. આ હાઇડ્રોકાર્બન્સ કણોમાં ઘટિત થાય છે જે, altંચાઇ પર, તેઓ એક નારંગી ઝાકળ રચાય છે.  કાર્બનિક ધૂળના આ વાદળે ઘટના સૌર કિરણોત્સર્ગમાંથી દૃશ્યમાન પ્રકાશને શોષી લેવા અને તેને અવકાશમાં પાછા ઉત્સર્જન દ્વારા ગ્રીનહાઉસ અસરની ભરપાઈ કરી. આ રીતે, તેણે પૃથ્વીની સપાટી પર પહોંચતી ગરમીનું પ્રમાણ ઘટાડ્યું અને આબોહવાને ઠંડક આપવા અને મિથેનના ઉત્પાદનને ધીમું કરવામાં ફાળો આપ્યો.

થર્મોફિલિક મેથેનોજેન્સ

થર્મોફિલિક મેથેનોજેન્સ તે છે જે એકદમ temperatureંચા તાપમાનની રેન્જમાં ટકી રહે છે. આ કારણોસર, જ્યારે હાઇડ્રોકાર્બન ઝાકળ રચાયો હતો, કારણ કે વૈશ્વિક તાપમાન ઠંડુ થાય છે અને ઘટાડો થાય છે, ત્યારે થર્મોફિલિક મેથેનોજેન્સ આવી પરિસ્થિતિઓથી બચી શક્યા નહીં. ઠંડુ વાતાવરણ અને નુકસાનકારક થર્મોફિલિક મેથેનોજેન વસ્તી સાથે, ગ્રહ પર પરિસ્થિતિઓ બદલાઈ ગઈ.

જો મિથેન હોય તો વાતાવરણ ફક્ત મીથેન સાંદ્રતાને એટલું .ંચું રાખી શક્યું હોત વર્તમાન સાથે તુલનાત્મક ઝડપે પેદા કરવામાં આવ્યાં છે. જો કે, અમારી industrialદ્યોગિક પ્રવૃત્તિઓમાં મેથેનોજેન્સ માણસો જેટલા મિથેન ઉત્પન્ન કરતા નથી.

મેથેનોજેન્સ મૂળભૂત રીતે હાઇડ્રોજન અને સીઓ 2 પર ખોરાક લે છે, કચરો ઉત્પાદન તરીકે મિથેન ઉત્પન્ન કરે છે. કેટલાક અન્ય લોકો કાર્બનિક પદાર્થોના એનારોબિક અધોગતિથી એસિટેટ અને અન્ય વિવિધ સંયોજનો લે છે. તેથી જ, આજે, મિથેનોજેન્સ તેઓ ફક્ત રુમાન્ટ્સના પેટમાં ખીલે છે, કાદવ કે જે છલકાઇવાળા ચોખાના ખેતરો અને અન્ય oxનોસિક વાતાવરણને સમાવે છે. પરંતુ પ્રાચીન વાતાવરણમાં ઓક્સિજનનો અભાવ હોવાથી, જ્વાળામુખી દ્વારા બહાર કા .વામાં આવતા બધા હાઇડ્રોજન મહાસાગરોમાં સંગ્રહિત થયા હતા અને મેથેનોજેન્સ દ્વારા તેનો ઉપયોગ કરવામાં આવતો હતો, કારણ કે તેમાં પાણીની રચના માટે ઓક્સિજન ન હતું.

"એન્ટી ગ્રીનહાઉસ" અસરનો ધુમ્મસ

સકારાત્મક પ્રતિક્રિયાના આ ચક્રને કારણે (ઉચ્ચ તાપમાન, વધુ મેથેનોજેન્સ, વધુ મિથેન, વધુ ગરમી, વધુ તાપમાન ...) ગ્રહ એટલો ગરમ ગ્રીનહાઉસ બન્યો કે ફક્ત થર્મોફિલિક સુક્ષ્મસજીવો આ નવા વાતાવરણને અનુરૂપ બનશે. જો કે, મેં પહેલા કહ્યું તેમ, હાઇડ્રોકાર્બનમાંથી એક ઝાકળ બનાવવામાં આવી હતી જેણે ઘટના અલ્ટ્રાવાયોલેટ કિરણોત્સર્ગને દૂર કરી દીધી હતી હવામાનને ઠંડુ બનાવવું. આ રીતે, મિથેનનું ઉત્પાદન અટકી ગયું હતું અને તાપમાન અને વાતાવરણીય રચના સ્થિર થવાનું શરૂ થશે.

જો આપણે તેના સાથે મિસ્ટ્સની તુલના કરીએ ટાઇટન, શનિનો સૌથી મોટો ઉપગ્રહ, આપણે જોઈએ છીએ કે તેમાં હાઇડ્રોકાર્બન કણોના ગાense સ્તરને અનુરૂપ સમાન લાક્ષણિક નારંગી રંગ પણ છે, જે જ્યારે મિથેન સૂર્યપ્રકાશ સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે ત્યારે રચાય છે. જો કે, હાઇડ્રોકાર્બનનો તે સ્તર ટાઇટનની સપાટીને -179 ડિગ્રી સેલ્સિયસ બનાવે છે. આ વાતાવરણ પૃથ્વી તેના સમગ્ર ઇતિહાસમાં રહ્યું છે તેના કરતા ઠંડું છે.

જો પૃથ્વીનો હાઇડ્રોકાર્બન વાદળ ટાઇટનની ઘનતા પર પહોંચી ગયો હોત, તો તે મિથેનની શક્તિશાળી ગ્રીનહાઉસ અસર સામે લડવા માટે પૂરતો સૂર્યપ્રકાશ ડિફેક્લેસ કરી શકત. પૃથ્વીની આખી સપાટી સ્થિર થઈ ગઈ હોત, આમ બધા મેથેનોજેન્સને મારી નાખ્યાં હતાં. ટાઇટન અને પૃથ્વી વચ્ચેનો તફાવત એ છે કે શનિનો આ ચંદ્ર ન તો સીઓ 2 અથવા પાણી ધરાવે છે, તેથી મિથેન સરળતાથી બાષ્પીભવન થાય છે.

મિથેન યુગનો અંત

ધુમ્મસ જે મિથેનમાંથી બન્યું તે કાયમ માટે ટકી શક્યું નહીં. પ્રોટોરોઝોઇક અને મિથેન સમજાવી શકે છે કે તેઓ કેમ આવ્યા.

પ્રથમ હિમનદીને હ્યુરોનીયન હિમનદી કહેવામાં આવે છે અને તેની હિમવાહિત થાપણો હેઠળ જોવા મળતા સૌથી પ્રાચીન ખડકો હેઠળ, યુરેનિટ અને પાઇરાઇટના બે પદાર્થો છે, બે ખનિજો જે વાતાવરણીય ઓક્સિજનના ખૂબ નીચા સ્તરને સૂચવે છે. જો કે, હિમસ્તરના સ્તરની ઉપર, લાલ રંગનો રેતીનો પત્થરો જોવા મળે છે જેમાં હેમેટાઇટ, એક ખનિજ છે જેનું નિર્માણ થાય છે ઓક્સિજનયુક્ત વાતાવરણ. આ બધા સંકેત આપે છે કે વાતાવરણીય ઓક્સિજનનું સ્તર પ્રથમ જ્યારે ગગનચુંબી શરૂ થયું ત્યારે હ્યુરોનીયન હિમનદીઓ ચોક્કસપણે થઈ હતી.

આ નવા વાતાવરણમાં ઓક્સિજન, મેથેનોજેન્સ અને અન્ય એનારોબિક સૃષ્ટિ વધુને વધુ સમૃદ્ધ છે, જે એક સમયે ગ્રહ પર પ્રભુત્વ ધરાવતા હતા, ધીરે ધીરે અદૃશ્ય થઈ ગયા હતા અથવા વધુને વધુ પ્રતિબંધિત આવાસોમાં મર્યાદિત દેખાતા હતા. હકીકતમાં, જો ઓક્સિજનનું સ્તર ઓછું રાખવામાં આવ્યું હોત તો, મિથેન સાંદ્રતા આજની સરખામણીએ એકસરખી અથવા higherંચી રહી હોત.

આ સમજાવે છે કે પૃથ્વી પર, પ્રોટોરોઝિક દરમિયાન, લગભગ 1.500 અબજ વર્ષોથી કોઈ હિમનદીઓ નહોતી, છતાં પણ સૂર્ય તદ્દન નબળો હતો. એવું અનુમાન કરવામાં આવ્યું છે કે વાતાવરણીય ઓક્સિજનમાં અથવા ઓગળેલા સલ્ફેટમાં બીજો વધારો પણ મિથેનની રક્ષણાત્મક અસરને ઘટાડીને બરફના યુગના એપિસોડને ઉત્તેજિત કરશે.

જેમ તમે જોઈ શકો છો, પૃથ્વીનું વાતાવરણ હંમેશાં આજની જેમ રહ્યું નથી. તે ઓક્સિજનથી મુક્ત ન હોવાનું બન્યું (એક અણુ કે જેને આજે આપણને જીવવા માટે જોઈએ છે) અને જ્યાં મિથેન આબોહવાને નિયંત્રિત કરે છે અને ગ્રહ પર પ્રભુત્વ ધરાવે છે. આ ઉપરાંત, બરફના યુગ પછી, ઓક્સિજનની સાંદ્રતા સ્થિર અને વર્તમાનની સમાન ન થાય ત્યાં સુધી વધી રહી છે, જ્યારે મિથેનને વધુ પ્રતિબંધિત સ્થળોએ ઘટાડવામાં આવ્યો છે. હાલમાં, માનવ પ્રવૃત્તિઓમાંથી ઉત્સર્જનને લીધે મિથેનની સાંદ્રતા વધી રહી છે અને ગ્રીનહાઉસ અસર અને વર્તમાન હવામાન પરિવર્તન માટે ફાળો આપે છે.