समुद्री सीओ2 हटाने की प्रौद्योगिकियाँ समुद्र के सबसे छोटे जीवों की भूख पर निर्भर हो सकती हैं

(टायलर रोहर, दक्षिणी महासागर बायोजियोकेमिकल मॉडलिंग में व्याख्याता, आईएमएएस, तस्मानिया विश्वविद्यालय, अली माशायेक प्रोफेसर, कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय और सोफी मेजेस पीएचडी उम्मीदवार, कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय)

कैम्ब्रिज, 17 जून (द कन्वरसेशन) जैसे-जैसे दुनिया डीकार्बोनाइजेशन के लिए संघर्ष कर रही है, यह स्पष्ट होता जा रहा है कि हमें उत्सर्जन को तेजी से कम करने और वायुमंडल से कार्बन डाइऑक्साइड (सीओ2) को सक्रिय रूप से हटाने की आवश्यकता होगी। जलवायु परिवर्तन पर नवीनतम अंतर सरकारी पैनल की रिपोर्ट में ग्लोबल वार्मिंग को 1.5 डिग्री सेल्सियस से नीचे रखने के लिए 230 तरीकों पर विचार किया गया है। सभी में सीओ2 हटाने की आवश्यकता है।

अमेरिका, यूनाइटेड किंगडम और ऑस्ट्रेलिया में सरकारी धन प्राप्त करने वाली कुछ सबसे आशाजनक सीओ2 हटाने वाली प्रौद्योगिकियाँ समुद्र की विशाल कार्बन भंडारण क्षमता को बढ़ाने का प्रयास करती हैं। इनमें छोटे पौधों को खाद देना और समुद्री रसायन में बदलाव करना शामिल है।

महासागर-आधारित दृष्टिकोण लोकप्रियता प्राप्त कर रहे हैं क्योंकि वे संभावित रूप से ‘प्रत्यक्ष वायु कैप्चर’ की लागत के दसवें हिस्से में कार्बन का भंडारण कर सकते हैं, जहां सीओ2 को ऊर्जा-गहन मशीनरी के साथ हवा से चूसा जाता है।

लेकिन समुद्री कार्बन चक्र की भविष्यवाणी करना बहुत कठिन है। वैज्ञानिकों को कई जटिल प्राकृतिक प्रक्रियाओं को उजागर करना होगा जो आगे बढ़ने से पहले समुद्र आधारित सीओ2 हटाने की दक्षता, प्रभावकारिता और सुरक्षा को बदल सकती हैं।

हमारे नए शोध में, हम आश्चर्यजनक रूप से महत्वपूर्ण तंत्र पर प्रकाश डालते हैं जिसे पहले नजरअंदाज कर दिया गया था। यदि सीओ2 हटाने की तकनीक खाद्य श्रृंखला के आधार पर छोटे जीवों की भूख को बदल देती है, तो यह नाटकीय रूप से बदल सकता है कि वास्तव में कितना कार्बन संग्रहीत है।

प्लवक नामक छोटे समुद्री जीव समुद्री कार्बन चक्रण में बहुत बड़ी भूमिका निभाते हैं। ये सूक्ष्म जीव समुद्री धाराओं में बहते हैं, और एकत्रित कार्बन को पूरे समुद्र में ले जाते हैं।

भूमि पर पौधों की तरह, ये फाइटोप्लांकटन प्रकाश संश्लेषण के माध्यम से बढ़ने के लिए सूर्य के प्रकाश और सीओ2 का उपयोग करते हैं।

दूसरी ओर, ज़ूप्लांकटन छोटे जीव हैं जो अधिकतर फाइटोप्लांकटन खाते हैं। वे कई आकार में आते हैं। यदि आप उन्हें एक पंक्ति में रखें, तो उन्हें देखकर आप सोच सकते हैं कि वे विभिन्न ग्रहों से आए हैं।

इस सारी विविधता के बावजूद, ज़ूप्लांकटन की भूख बहुत भिन्न होती है। उन्हें जितनी अधिक भूख लगती है, वे उतनी ही तेजी से खाना खाते हैं।

बिना खाया फाइटोप्लांकटन – और ज़ूप्लांकटन मल – बहुत गहराई तक डूब सकता है, जिससे कार्बन सदियों तक वायुमंडल से दूर रहता है। कुछ तो समुद्र तल में भी डूब जाते हैं और अंततः जीवाश्म ईंधन में बदल जाते हैं।

वायुमंडल से समुद्र तक कार्बन के इस स्थानांतरण को ‘जैविक पंप’ के रूप में जाना जाता है। यह सैकड़ों अरब टन कार्बन को समुद्र में और वायुमंडल से बाहर रखता है। इसका मतलब है लगभग 400पीपीएम सीओ2 और 5°सी शीतलन!

अपने नए शोध में हम यह बेहतर ढंग से समझना चाहते थे कि ज़ूप्लांकटन की भूख जैविक पंप को कैसे प्रभावित करती है।

सबसे पहले हमें यह पता लगाना था कि पूरे समुद्र में ज़ूप्लांकटन की भूख किस प्रकार भिन्न है।

हमने फाइटोप्लांकटन जनसंख्या वृद्धि के मौसमी चक्र का अनुकरण करने के लिए एक कंप्यूटर मॉडल का उपयोग किया। यह प्रजनन और मृत्यु के संतुलन पर आधारित है। मॉडल वास्तव में अच्छी तरह से प्रजनन का अनुकरण करता है।

ज़ूप्लांकटन भूख काफी हद तक मृत्यु दर निर्धारित करती है। लेकिन मॉडल मृत्यु दर का अनुकरण करने में इतना अच्छा नहीं है, क्योंकि इसमें ज़ूप्लांकटन भूख के बारे में पर्याप्त जानकारी नहीं है।

इसलिए हमने दर्जनों अलग-अलग भूखों का परीक्षण किया और फिर वास्तविक दुनिया के डेटा के आधार पर अपने परिणामों की जांच की।

जहाजों के बेड़े के बिना फाइटोप्लांकटन मौसमी चक्रों का वैश्विक अवलोकन प्राप्त करने के लिए, हमने उपग्रह डेटा का उपयोग किया। यह तब भी संभव है जब फाइटोप्लांकटन छोटे होते हैं, क्योंकि उनके प्रकाश-आकर्षक रंग अंतरिक्ष से दिखाई देते हैं।

हमने मॉडल को 30,000 से अधिक स्थानों पर चलाया और पाया कि ज़ूप्लांकटन की भूख में भारी भिन्नता है। इसका मतलब है कि वे सभी विभिन्न प्रकार के ज़ूप्लांकटन समुद्र में समान रूप से फैले हुए नहीं हैं। वे अपने पसंदीदा प्रकार के शिकार के आसपास इकट्ठा होते दिखाई देते हैं।

हमारे नवीनतम शोध में, हम दिखाते हैं कि यह विविधता जैविक पंप को कैसे प्रभावित करती है।

हमने दो मॉडलों की तुलना की, एक केवल दो प्रकार के ज़ूप्लांकटन के साथ और दूसरा असीमित संख्या में ज़ूप्लांकटन के साथ – प्रत्येक की अलग-अलग भूख होती है, सभी व्यक्तिगत रूप से अपने अनूठे वातावरण के अनुरूप होते हैं।

हमने पाया कि यथार्थवादी ज़ूप्लांकटन विविधता को शामिल करने से जैविक पंप की ताकत में हर साल एक अरब टन कार्बन की कमी हो गई। यह मानवता के लिए बुरा है, क्योंकि अधिकांश कार्बन जो समुद्र में नहीं जाता, वापस वायुमंडल में पहुँच जाता है।

फाइटोप्लांकटन के शरीर में मौजूद सारा कार्बन इतनी गहराई तक नहीं डूबा होगा कि उसे वायुमंडल से दूर रखा जा सके। लेकिन भले ही केवल एक चौथाई ने ही ऐसा किया हो, एक बार सीओ2 में परिवर्तित होने पर यह पूरे विमानन उद्योग के वार्षिक उत्सर्जन के बराबर हो सकता है।

कई महासागर-आधारित सीओ2 हटाने वाली प्रौद्योगिकियाँ फाइटोप्लांकटन की संरचना और प्रचुरता को बदल देंगी।

जैविक महासागर-आधारित सीओ2 हटाने वाली प्रौद्योगिकियाँ जैसे ‘महासागरीय लौह निषेचन’ फाइटोप्लांकटन वृद्धि को बढ़ाने का प्रयास करती हैं। यह कुछ-कुछ आपके बगीचे में उर्वरक फैलाने जैसा है, लेकिन बहुत बड़े पैमाने पर जैसे जहाजों के एक बेड़े के साथ समुद्र में लोहा बोना।

लक्ष्य वायुमंडल से सीओ2 को हटाकर गहरे समुद्र में पंप करना है। हालाँकि, फाइटोप्लांकटन दूसरों की तुलना में अधिक लोहे की लालसा रखते हैं, इसलिए उन्हें लोहा खिलाने से जनसंख्या की संरचना बदल सकती है।

वैकल्पिक रूप से, गैर-जैविक महासागर-आधारित सीओ2 हटाने वाली प्रौद्योगिकियां जैसे ‘समुद्र क्षारीयता वृद्धि’ रासायनिक संतुलन को बदल देती है, जिससे रासायनिक संतुलन तक पहुंचने से पहले अधिक सीओ2 को पानी में घुलने का अवसर मिलता है। हालाँकि, क्षारीयता के सबसे सुलभ स्रोत पोषक तत्वों सहित खनिज हैं जो दूसरों की तुलना में कुछ फाइटोप्लांकटन के विकास को प्रोत्साहित करते हैं।

यदि फाइटोप्लांकटन में ये परिवर्तन अलग-अलग आकार की भूख वाले विभिन्न प्रकार के ज़ूप्लांकटन के पक्ष में होते हैं, तो वे जैविक पंप की ताकत को बदलने की संभावना रखते हैं। यह समुद्र आधारित सीओ2 हटाने वाली प्रौद्योगिकियों की दक्षता से समझौता – या पूरक – कर सकता है।

उभरती निजी क्षेत्र की सीओ2 हटाने वाली कंपनियों को विश्वसनीय कार्बन ऑफसेट रजिस्ट्रियों से मान्यता की आवश्यकता होगी। इसका मतलब है कि उन्हें अपनी तकनीक का प्रदर्शन करना होगा:

सैकड़ों वर्षों तक कार्बन हटाएं

प्रमुख पर्यावरणीय प्रभावों से बचें

सटीक निगरानी (सत्यापन) करें।

अनिश्चितता के समुद्र के सामने, समुद्र विज्ञानियों के लिए अब आवश्यक मानक स्थापित करने का समय आ गया है।

हमारे शोध से पता चलता है कि सीओ2 हटाने वाली प्रौद्योगिकियां जो फाइटोप्लांकटन समुदायों को बदलती हैं, ज़ूप्लांकटन भूख को संशोधित करके कार्बन भंडारण में भी बदलाव ला सकती हैं। इससे पहले कि हम सटीक अनुमान लगा सकें कि ये प्रौद्योगिकियाँ कितनी अच्छी तरह काम करेंगी और हमें उनकी निगरानी कैसे करनी चाहिए, हमें इसे बेहतर ढंग से समझने की आवश्यकता है।

इसके लिए ज़ूप्लांकटन गतिशीलता के अवलोकन, मॉडलिंग और भविष्यवाणी की चुनौतियों पर काबू पाने के लिए जबरदस्त प्रयास की आवश्यकता होगी। लेकिन खर्च बहुत बड़ा है. एक अधिक विश्वसनीय नियामक ढांचा एक खरब डॉलर के, नैतिक रूप से अनिवार्य, उभरते सीओ2 हटाने वाले उद्योग का मार्ग प्रशस्त कर सकता है।

द कन्वरसेशन एकता