වායුගෝලය යනු ගුරුත්වාකර්ෂණ බලයෙන් ආකර්ෂණය වන පෘථිවිය වැනි ආකාශ වස්තුවක් වටා ඇති වායු ස්ථරයයි. සූර්ය පාරජම්බුල කිරණවලින් ආරක්ෂා කරයි, උෂ්ණත්වය පාලනය කරයි සහ උල්කාපාත ඇතුල් වීම වළක්වයි. වායුගෝලයේ දැනට පවතින ලක්ෂණ නොතිබුනේ නම්, පෘථිවියට ජීවයට සහාය විය නොහැක. කෙසේ වෙතත්, බොහෝ අය කල්පනා කරන්නේ කුමක්ද යන්නයි වායුගෝලය ගොඩනැගීම.
මේ හේතුව නිසා, අපි මෙම ලිපිය ඔබට කැප කිරීමට යන්නේ වායුගෝලය ගොඩනැගීම, එය නිර්මාණය වූ විට සහ එය සෑදූ ආකාරය පිළිබඳව ඔබට පැවසීමටයි.
වායුගෝලය ගොඩනැගීම
වායුගෝලය යනු අපේ පෘථිවි ග්රහයා වටා ඇති වායුමය ස්ථරය වන අතර එහි පැවැත්ම පෘථිවියේ ගුරුත්වාකර්ෂණ බලයෙන් සිදු වේ. එය වසර බිලියන 4.600 කට පමණ පෙර පෘථිවියේ මූලාරම්භයත් සමඟ නිර්මාණය වීමට පටන් ගත්තේය. පළමු වසර මිලියන 500 තුළ වායුගෝලය පරිණාමය වීමට පටන් ගත්තේය; අපගේ තරුණ ග්‍රහලෝකයේ අභ්‍යන්තරය අඛණ්ඩව අනුවර්තනය වීමත් සමඟ එය පිට කරන ලද වාෂ්ප හා වායූන් සමඟ අසාමාන්‍ය ලෙස ඝනත්වයට පත් විය. එය සෑදෙන වායූන් හයිඩ්රජන් (H2), ජල වාෂ්ප, මීතේන් (CH4), හීලියම් (He) සහ කාබන් ඔක්සයිඩ් විය හැකිය. එය ප්රාථමික වායුගෝලයක් වන්නේ වසර මිලියන 200 කට පෙර සම්පූර්ණ වායුගෝලයක් පැවතිය නොහැකි බැවිනි. ඒ වන විටත් පෘථිවිය ඉතා උණුසුම් වූ අතර එය ආලෝක වායු මුදා හැරීම දිරිමත් කළේය.
පෘථිවි ගුරුත්වාකර්ෂණ බලය අදට වඩා මදක් අඩු බැවින් පෘථිවිය එහි පරිසරයේ අණු රඳවා තබා ගැනීම වළක්වයි; චුම්බක ගෝලය තවමත් එය සෑදී නොමැති අතර සූර්ය සුළඟ සෘජුවම මතුපිටට හමයි. මේ සියල්ල නිසා බොහෝ ප්රාථමික වායුගෝලය අභ්‍යවකාශයට අතුරුදහන් විය.
අපගේ ග්‍රහලෝකයට එහි උෂ්ණත්වය, ප්‍රමාණය සහ සාමාන්‍ය ස්කන්ධය නිසා අභ්‍යවකාශයට පලා යන හයිඩ්රජන් සහ හීලියම් වැනි ඉතා සැහැල්ලු වායූන් රඳවා තබා ගත නොහැකි අතර සූර්ය සුළඟින් ඇදී යයි. පෘථිවි වත්මන් ස්කන්ධය සමඟ වුවද, වායු බහුල වායුගෝලයක් ඇති බ්‍රහස්පති සහ සෙනසුරු වැනි විශාල ග්‍රහලෝක මෙන් නොව හීලියම් සහ හයිඩ්රජන් වැනි වායූන් නඩත්තු කළ නොහැක. වසර බිලියන 4.000 කට පමණ පෙර වායුගෝලය කාබන් අණු වලින් සමන්විත වීමට පටන් ගන්නා තෙක් අපගේ ග්‍රහලෝකය සෑදූ පාෂාණ සැලකිය යුතු කාලයක් අඛණ්ඩව නව වායු සහ ජල වාෂ්ප මුදා හැරියේය. කාබන් ඩයොක්සයිඩ් (CO2), කාබන් මොනොක්සයිඩ් (CO), ජලය (H2O), නයිට්රජන් (N2) සහ හයිඩ්රජන් (H).
මූලාරම්භය
මෙම සංයෝග පැවතීම සහ පෘථිවි උෂ්ණත්වය සෙල්සියස් අංශක 100 ට අඩු පහත වැටීම ජලගෝලය වර්ධනය වීමට හේතු විය. එය වසර බිලියන 4 කට පමණ පෙර ආරම්භ විය.
වසර ගණනාවක් ජල වාෂ්ප ඝනීභවනය නිසා තැන්පත් වීමේ ක්‍රියාවලියට ඉඩ සලසන විශාල ජල ප්‍රමාණයක් ඇති විය. ජලය පැවතීම සල්ෆර් ඩයොක්සයිඩ්, හයිඩ්‍රොක්ලෝරික් අම්ලය හෝ කාබන් ඩයොක්සයිඩ් වැනි වායූන් ද්‍රාවණය වීම, අම්ල සෑදීම සහ ලිතෝස්පියර් සමඟ ඒවායේ ප්‍රතික්‍රියාව හේතුවෙන් වායුගෝලය අඩුවීමට දායක වේ. මීතේන් සහ ඇමෝනියා වැනි වායු. 1950 ගණන්වල ඇමරිකානු පර්යේෂකයෙකු වූ ස්ටැන්ලි මිලර් යම් බාහිර ශක්තියක ක්‍රියාකාරිත්වය හරහා එය ඔප්පු කිරීමට සම්භාව්‍ය පරීක්ෂණයක් නිර්මාණය කළේය. එම පරිසරයේ ඇමයිනෝ අම්ල මිශ්‍රණයක් ලබා ගැනීම සඳහා විද්‍යුත් විසර්ජන භාවිතා කළේය.
එසේ කිරීමෙන් ඔහු අදහස් කරන්නේ ජීවයේ ආරම්භය ඇති කළ හැකි පෞරාණික වායුගෝලීය තත්ත්වයන් ප්‍රතිනිර්මාණය කිරීමයි. අප තේරුම් ගත් පරිදි ජීවය සඳහා අවම කොන්දේසි තුනක් ඇති බව සාමාන්‍යයෙන් පිළිගැනේ: ඔක්සිජන් සහ හයිඩ්රජන් වැනි සංරචක වලින් පොහොසත් ස්ථාවර වායුගෝලයක්, ස්ථිර බාහිර බලශක්ති ප්‍රභවයක් සහ ද්‍රව ජලය. අප දැක ඇති පරිදි, ජීවිතයේ කොන්දේසි පාහේ ස්ථාපිත වී ඇත. කෙසේ වෙතත්, නිදහස් ඔක්සිජන් නොමැතිව, ජීවය වසර මිලියන ගණනක් ඈත විය හැකිය. යුරේනියම් සහ යකඩ වැනි මූලද්‍රව්‍යවල අංශු මාත්‍ර ප්‍රමාණයක් අඩංගු පාෂාණ නිර්වායු වායුගෝලයේ සාක්ෂි වේ. එමනිසා, මෙම මූලද්‍රව්‍ය මධ්‍යම ප්‍රාකේම්බ්‍රියන් හෝ අවම වශයෙන් වසර බිලියන 3 කට පසු පාෂාණවල දක්නට නොලැබේ.
ඔක්සිජන් වල වැදගත්කම
අප වැනි ජීවීන් සඳහා වඩාත් වැදගත් වායුගෝලීය ක්රියාවලිය ඔක්සිජන් සෑදීමයි. සෘජු රසායනික ක්‍රියාවලීන් හෝ ගිනිකඳු ක්‍රියාකාරකම් වැනි භූ විද්‍යාත්මක ක්‍රියාවලීන් ඔක්සිජන් නිපදවන්නේ නැත. එබැවින්, එය ගොඩනැගීමට විශ්වාස කෙරේ ජලගෝලය, ස්ථායී වායුගෝලය සහ සූර්යයාගේ ශක්තිය කොන්දේසි වේ සාගරයේ ප්රෝටීන් සෑදීම සහ ඇමයිනෝ අම්ල ඝනීභවනය හා සංශ්ලේෂණ ක්රියාවලිය සඳහා. ප්‍රවේණි කේතය රැගෙන යන න්‍යෂ්ටික අම්ල, වසර මිලියන 1.500 කට පසුව, ඒක සෛලික නිර්වායු ජීවීන් සාගරයේ දිස් වේ. මීට වසර බිලියනයකට පෙර සයනොබැක්ටීරියා නම් ජලජ ජීවීන් අණු බිඳ දැමීම සඳහා සූර්ය ශක්තිය භාවිතා කිරීමට පටන් ගත්හ.
ජලය (H2O) සහ කාබන් ඩයොක්සයිඩ් (CO2) කාබනික සංයෝග සහ නිදහස් ඔක්සිජන් (O2) බවට නැවත ඒකාබද්ධ වේ, එනම් හයිඩ්රජන් සහ ඔක්සිජන් අතර රසායනික බන්ධනය බිඳී ගිය විට, දෙවැන්න ඔක්සිජන් වලින් පරිසරයට මුදා හරිනු ලැබේ. ප්‍රභාසංස්ලේෂණය කාබනික කාබන් සමඟ සංයෝජනය වී CO2 අණු සාදයි. අණුක විඝටනය හරහා සූර්ය ශක්තිය නිදහස් ඔක්සිජන් බවට පරිවර්තනය කිරීමේ ක්රියාවලිය ප්‍රභාසංශ්ලේෂණය ලෙස හඳුන්වන අතර එය සිදුවන්නේ ශාකවල පමණක් වන නමුත් එය අද අප සතුව ඇති පෘථිවි වායුගෝලය දෙසට යෝධ පියවරකි. මෙය නිර්වායු ජීවීන්ට විශාල ව්‍යසනයකි, මන්ද වායුගෝලයේ ඔක්සිජන් වැඩි වුවහොත් CO2 අඩු වේ.
වායුගෝලය සහ වායූන් සෑදීම
එම අවස්ථාවේ දී වායුගෝලයේ ඇති සමහර ඔක්සිජන් අණු සූර්යයාගෙන් නිකුත් වන පාරජම්බුල කිරණවලින් ශක්තිය අවශෝෂණය කර තනි ඔක්සිජන් පරමාණු සාදයි. මෙම පරමාණු ඉතිරි ඔක්සිජන් සමඟ එකතු වී සූර්යයාගේ පාරජම්බුල කිරණ අවශෝෂණය කරන ඕසෝන් අණු (O3) සාදයි. වසර බිලියන 4ක් පුරාවට, පාරජම්බුල කිරණ ඇතුල්වීම අවහිර කිරීමට ඕසෝන් ප්‍රමාණය ප්‍රමාණවත් නොවීය, මෙය සාගරයෙන් පිටත ජීවය පැවතීමට ඉඩ නොදේ. මීට වසර මිලියන 600 කට පමණ පෙර, සාගර ජීවීන් හේතුවෙන් පෘථිවි වායුගෝලයට ළඟා විය හානිකර පාරජම්බුල කිරණ අවශෝෂණය කිරීමට තරම් ඉහළ ඕසෝන් මට්ටම, මහාද්වීපවල ජීවය මතුවීමට හේතු විය. මෙම අවස්ථාවේදී ඔක්සිජන් මට්ටම වත්මන් අගයෙන් 10% ක් පමණ වේ. මීට පෙර ජීවිතය සාගරයට සීමා වූයේ එබැවිනි. කෙසේ වෙතත්, ඕසෝන් පැවතීම සාගර ජීවීන් ගොඩබිමට සංක්‍රමණය වීමට හේතු වේ.
දැනට සියයට 99ක් හයිඩ්රජන්, ඔක්සිජන් සහ ආගන් අඩංගු සංයුතියකට ළඟා වන තෙක් විවිධ භෞමික සංසිද්ධි සමඟ අඛණ්ඩ අන්තර්ක්‍රියා වායුගෝලයේ සිදු විය. වර්තමානයේ, වායුගෝලය අභ්‍යවකාශයේ සිදුවන විවිධ භෞතික සංසිද්ධි ආරක්ෂා කිරීමට පමණක් නොව, පරිණාමයට ආවේණික වූ තාප ගතික, රසායනික සහ ජීව විද්‍යාත්මක ක්‍රියාවලීන්හි අසාමාන්‍ය නියාමකයෙකු ලෙස ද ක්‍රියා කරයි. පෘථිවි සිදුවීම්, එසේ නොමැතිව අප දන්නා පරිදි ජීවය පවතින්නේ නැත. සාගර උෂ්ණත්වයේ එම නිරන්තර අන්තර් ක්‍රියාකාරිත්වය, සූර්යයාගේ හානිකර කිරණවලින් ඕසෝන් ආරක්ෂා කිරීම සහ සාපේක්ෂව සන්සුන් දේශගුණයක් ජීවය අඛණ්ඩව පරිණාමය වීමට ඉඩ සලසයි.
මෙම තොරතුරු සමඟ ඔබට වායුගෝලය ගොඩනැගීම සහ එය සිදු කළ ආකාරය පිළිබඳව වැඩිදුර ඉගෙන ගත හැකි යැයි මම බලාපොරොත්තු වෙමි.
අදහස් පළ කිරීමට ප්රථම වන්න