समुद्र तल पर गहरे मैदान में डार्क ऑक्सीजन की खोज ने बहुत रुचि पैदा की। क्या यह ऑक्सीजन स्रोत समुद्र की गहराई में जीवन का समर्थन कर सकता है? और यदि ऐसा हो सकता है, तो एन्सेलाडस और यूरोपा जैसी जगहों के लिए इसका क्या मतलब है?
रहने योग्य होने की हमारी धारणा के लिए इसका क्या अर्थ है?
ऑक्सीजन पृथ्वी पर जटिल जीवन की कुंजी हैजहां प्रकाश संश्लेषण इसका अधिकांश भाग उत्पन्न करता है। महान ऑक्सीजनेशन इवेंट (जीओई), जो लगभग 2.5 अरब वर्ष पहले हुआ, ने जटिल जीवन और चा का विकास कियापृथ्वी को हमेशा के लिए नष्ट कर दिया। जीओई में, ऑक्सीजन जीवित चीजों द्वारा उत्पन्न किया गया था।
रहने योग्य होने की हमारी धारणा किसी ग्रह की उसके तारे से निकटता पर निर्भर करती है, और इसका एक कारण यह है कि हम जानते हैं कि सूर्य पानी को तरल रहने की अनुमति देकर और जीवों के लिए ऊर्जा प्रदान करके पृथ्वी पर जीवन चलाता है। लेकिन समुद्र तल पर डार्क ऑक्सीजन पूरी तरह से अजैविक है, जिसका अर्थ है कि इसके उत्पादन में कोई जीवन शामिल नहीं था और सूरज की रोशनी शामिल नहीं है।
हाल के वर्षों में, हमने सीखा है कि अन्य सौर मंडल निकाय, परिस्थितिजन्य रहने योग्य क्षेत्र से बहुत दूर, रहने योग्य हो सकते हैं। यूरोपा, गेनीमेड और एन्सेलाडस के बर्फीले महासागर चंद्रमा बर्फ की ठंडी टोपी के नीचे विशाल, गर्म महासागरों को आश्रय दे सकते हैं। यदि पृथ्वी अपने समुद्र तल पर गहरे रंग की ऑक्सीजन पैदा करती है, तो शायद ये दुनिया भी ऐसा करती है।
नया शोध पृथ्वी की डार्क ऑक्सीजन की जांच करता है और यहां और अन्य दुनिया के जीव विज्ञान के लिए इसका क्या अर्थ हो सकता है। इसका शीर्षक है “गहराई में रहने वाले: डार्क ऑक्सीजन के जैविक परिणाम।मुख्य लेखक फ्लोरिडा इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी में एयरोस्पेस, भौतिकी और अंतरिक्ष विज्ञान विभाग से मनस्वी लिंगम हैं। शोध को सहकर्मी समीक्षा का इंतजार है।
डार्क ऑक्सीजन नामक धातु के भंडार से आती है बहुधात्विक पिंड. ये नोड्यूल इलेक्ट्रोलिसिस को चलाने के लिए पर्याप्त बिजली उत्पन्न करते हैं, जो पानी के अणुओं को अलग कर देता है और ऑक्सीजन छोड़ता है। ऑक्सीजन की मात्रा बड़ी नहीं है, लेकिन यह मौजूद है और इसे मापा जा सकता है।
“प्रशांत में ~4 किमी की गहराई पर गहरे समुद्र तल पर “डार्क ऑक्सीजन” (डार्क O2) स्रोतों की हाल ही में की गई आश्चर्यजनक खोज से यह पेचीदा परिदृश्य सामने आता है कि ऑक्सीजन के बिना पानी के नीचे के वातावरण में जटिल (यानी, जानवरों जैसा) जीवन मौजूद हो सकता है। प्रकाश संश्लेषण,” लेखक लिखते हैं।
समुद्र में डार्क ऑक्सीजन की मात्रा कम है, जो जीवों के आकार को सीमित करती है। जीव प्रसार और परिसंचरण के माध्यम से ऑक्सीजन का उपयोग करते हैं, और ऑक्सीजन का स्तर दोनों प्रकार के आकार पर प्रतिबंध लगाता है।
प्रसार एक सरल प्रक्रिया है जिसमें पोषक तत्व, अपशिष्ट और पानी ऊतक की कुछ परतों के माध्यम से फैलते हैं। परिसंचरण अधिक जटिल है और इसमें हृदय द्वारा किसी जीव की कोशिकाओं में तरल पदार्थ पंप करना, पोषक तत्व पहुंचाना और अपशिष्ट को हटाना शामिल है। पर्यावरणीय ऑक्सीजन की मात्रा दोनों प्रकार के जीवों के आकार पर निर्भर करती है।
“डार्क ओ की अनुमानित सांद्रता के लिए आदर्श एककोशिकीय या बहुकोशिकीय जीवों (यानी, आंतरिक या बाह्य प्रसार प्रक्रियाओं द्वारा बाधित) द्वारा प्राप्य अधिकतम आकार2 ~ 0.1-1 मिमी हो सकता है,” लेखक लिखते हैं।
परिसंचरण तंत्र वाले जानवरों के लिए, ऊपरी आकार की सीमा अधिक है लेकिन फिर भी सीमित है।
“इसके विपरीत, ऑक्सीजन के वितरण के लिए आंतरिक परिसंचरण प्रणालियों वाले जीवों की ऊपरी आकार की सीमा ~ 0.1 सेमी से ~ 10 सेमी के बीच हो सकती है, बाद की सीमा “मेगाफौना” की छत्रछाया में आती है, शोधकर्ताओं ने समझाया।
व्यक्तिगत जीवों के आकार के अलावा, समग्र बायोमास घनत्व भी है। एक आशावादी परिदृश्य में, शोधकर्ता रिपोर्ट करते हैं कि बायोमास घनत्व रिपोर्ट किए गए घनत्व से अधिक हो सकता है। “आशावादी परिस्थितियों में, बायोमास घनत्व ~ 3-30 ग्राम तक पहुंच सकता है?2सैद्धांतिक रूप से वैश्विक गहरे समुद्र सर्वेक्षणों में ~ 4 किमी की गहराई पर रिपोर्ट की गई मैक्रोफॉनल घनत्व से अधिक है, ”लेखक लिखते हैं।
यह कार्य अनेक प्रश्नों को प्रेरित करता है। हम जानते हैं कि भूजल में सूक्ष्मजीव गहरे ऑक्सीजन का उपयोग करते हैं। किस प्रकार के सूक्ष्मजीवों ने इन समुद्री अंधेरे ऑक्सीजन वातावरणों को अनुकूलित किया है? उनके चयापचय के बारे में क्या बात है जो उन्हें वहां रहने की अनुमति देती है? क्या बड़े जीव इन वातावरणों के लिए अनुकूलित हो गए हैं? क्या इन वातावरणों में जीवों ने पृथ्वी पर जीवन के विकास में कोई भूमिका निभाई?
यह खोज हमें खगोल विज्ञान के लिए इसके निहितार्थों पर विचार करने के लिए भी मजबूर करती है। पृथ्वी पर, अथाह गहरे समुद्री मैदान समुद्र तल का लगभग 70% प्रतिनिधित्व करते हैं, जो उन्हें पृथ्वी पर सबसे बड़ा पारिस्थितिकी तंत्र बनाता है। कम बायोमास घनत्व के साथ भी, यह क्षेत्र महत्वपूर्ण है।
समुद्री चंद्रमाओं की रहने की क्षमता पर विचार करते समय, हम नुकसान में हैं। हम नहीं जानते कि इन पिंडों पर समुद्र तल कैसा दिखता है। वास्तव में, तमाम उत्साह के बावजूद, हम यह भी निश्चित रूप से नहीं जानते कि इन चंद्रमाओं में महासागर हैं या नहीं। हम यह भी नहीं जानते कि क्या महासागर, यदि उनमें से कोई भी अस्तित्व में है, तो पॉलीमेटैलिक नोड्यूल का उत्पादन कर सकते हैं जो डार्क ऑक्सीजन उत्पन्न करते हैं।
हालाँकि, ऐसे अन्य तरीके हैं जिनसे बिना नोड्यूल के डार्क ऑक्सीजन उत्पन्न किया जा सकता है। उनमें से एक है रेडियोलिसिस।
रेडियोलिसिस आयनीकृत विकिरण द्वारा अणुओं को तोड़ना है, और बृहस्पति के आसपास के क्षेत्र में इसकी बहुतायत है। अंतरिक्ष यान ने ओ को देखा है2 यूरोपा, गेनीमेड और कैलिस्टो पर बुलबुले में फँसा हुआ। क्या इसका मतलब यह है कि यह जीवन के लिए उपलब्ध है जो उनके काल्पनिक महासागरों में मौजूद हो सकता है?
“सतह पर ऑक्सीडेंट का उत्पादन और समुद्र तक उनकी डिलीवरी प्रभावी ढंग से ओ इनपुट कर सकती है2 उत्तरार्द्ध में भी प्रकाश संश्लेषण नहीं होता है, ”लेखक बताते हैं। यूरोपा का बर्फीला खोल पूरी तरह ठोस बर्फ नहीं है। वैज्ञानिकों का मानना है कि नमकीन तरल बर्फ के माध्यम से रिस सकता है, और यह संभावित रूप से समुद्र में सतही डार्क ऑक्सीजन पहुंचा सकता है।
डार्क ऑक्सीजन के लिए एक तीसरा मार्ग है जिसे कहा जाता है माइक्रोबियल विघटन. यद्यपि यह जैविक है, यह प्रकाश संश्लेषण पर निर्भर नहीं करता है। यह ऑक्सीजन का एक अनदेखा स्रोत हो सकता है।
अब तक हमारे पास जो सबूत हैं, वे कहते हैं कि पृथ्वी जैसी दुनिया बेहद दुर्लभ है, जबकि यूरोपा जैसा वातावरण व्यापक हो सकता है। “इस विविध विषय में अपने प्रारंभिक उद्यम को पूरा करने के लिए, हम अपनी बात दोहराते हैं
प्रारंभिक कथन कि प्रकाश संश्लेषण के लिए समुद्री रहने योग्य सेटिंग्स, विशेष रूप से उपसतह महासागरों के साथ बर्फीले दुनिया पर, ब्रह्मांड में व्यापक रूप से फैली हुई हैं, ”लेखक अपने निष्कर्ष में लिखते हैं।
“इसलिए, यदि दुनिया के इस वर्ग में डार्क ऑक्सीजन का उत्पादन संभव और सामान्य है – चाहे समुद्री जल इलेक्ट्रोलिसिस के माध्यम से या पिछले दो मार्गों के माध्यम से – तो हमारा विश्लेषण मोटे तौर पर जैवजनन, जटिल बहुकोशिकीयता और शायद के प्रसार के लिए डार्क ऑक्सीजन के गहन परिणामों को समाहित कर सकता है। यहां तक कि ब्रह्मांड में तकनीकी बुद्धिमत्ता भी,” लेखक समझाते हैं।
तथ्य यह है कि हमने अभी-अभी समुद्र तल पर डार्क ऑक्सीजन की खोज की है, जिससे हम सभी को रुक जाना चाहिए। हम प्रकृति के बारे में ऐसी चीज़ों की खोज कर रहे हैं जो जीवन और रहने योग्य दुनिया की खोज में महत्वपूर्ण हो सकती हैं। यदि हम इस बात की पुष्टि कर सकते हैं कि तथाकथित महासागरीय चंद्रमाओं में वास्तव में महासागर हैं और डार्क ऑक्सीजन या तो उन महासागरों में उत्पन्न होती है या वहां पहुंचाई जाती है, तो हमें रहने की क्षमता के बारे में अपनी सोच को अनुकूलित करना होगा। किसी तारे से निकटता महत्वपूर्ण नहीं हो सकती है, जो ब्रह्मांड में जीवन के रहस्य को गहरा करने के साथ-साथ हमारी समझ को व्यापक बनाएगी।
यह विज्ञान का दिलचस्प हिस्सा है। यह समान रूप से रहस्य और उत्तर हैं।
