पिछले कुछ वर्षों में एक्सोप्लैनेट खोजों का विस्फोट देखा गया है। उन दुनिया में से कुछ हैं जो हम "रहने योग्य क्षेत्र" को कम से कम प्रारंभिक टिप्पणियों में देखते हैं। लेकिन उनमें से कितने में पृथ्वी के समान ही जीवन-रक्षक, ऑक्सीजन युक्त वायुमंडल होगा?
एक नए अध्ययन से पता चलता है कि सांस लेने वाले वायुमंडल उतने दुर्लभ नहीं हो सकते जितने कि हमने पृथ्वी पर पुराने ग्रहों के बारे में सोचा था।
पृथ्वी को उस ऑक्सीजन युक्त वातावरण को विकसित करने में लंबा समय लगा, जिसे अब हम आनंद लेते हैं। लगभग 2.4 बिलियन साल पहले तक, हमारे ग्रह के वायुमंडल और महासागरों में बहुत कम ऑक्सीजन था। वह सब बदल गया जब एक बड़ी ऑक्सीजनकरण घटना हुई; पृथ्वी को आकार देने वाले तीन में से पहला।
पृथ्वी के ऑक्सीजनेशन का तीन-चरण मॉडल बहुत व्यापक रूप से समझा और स्वीकार किया जाता है, हालांकि यह विवाद के बिना नहीं है। यह मॉडल पृथ्वी के इतिहास में तीन प्रमुख बदलावों की रूपरेखा प्रस्तुत करता है, जिनमें से प्रत्येक में अधिक ऑक्सीजन जोड़कर पृथ्वी के वायुमंडल में पर्याप्त परिवर्तन होता है।
तीन कार्यक्रम थे:
- महान ऑक्सीकरण घटना लगभग 2.4 बिलियन साल पहले पैलियोप्रोटेरोज़ोइक एरा के दौरान हुई थी। इस घटना में, समुद्र और वायुमंडल में संचित जैविक रूप से उत्पादित ऑक्सीजन, एक प्रारंभिक द्रव्यमान विलुप्त होने की संभावना है।
- Neoproterozoic Oxygenation इवेंट ने ऑक्सीजन के स्तर में एक नाटकीय वृद्धि देखी, और लगभग 540 मिलियन साल पहले कैम्ब्रियन विस्फोट से पहले।
- Paleozoic Oxygenation घटना लगभग 400 मिलियन वर्ष पहले हुई थी और उसने देखा कि ऑक्सीजन अपने 21% के वर्तमान स्तर पर पहुंच गई।
पृथ्वी के ऑक्सीजनकरण का इतिहास जटिल है। यह एक रैखिक प्रगति नहीं थी। सबसे पहले, ऑक्सीजन को जीवन-रूपों द्वारा अपशिष्ट-उत्पाद के रूप में उत्पादित किया गया था, और इसका अधिकांश भाग पृथ्वी की पपड़ी द्वारा अवशोषित किया गया था। ऑक्सीजन अत्यधिक प्रतिक्रियाशील है और इसने अन्य तत्वों के साथ सभी प्रकार के यौगिकों का निर्माण किया और क्रस्ट में बंद हो गया। विशेष रूप से, यह भूवैज्ञानिक रिकॉर्ड में लोहे के ऑक्साइड का उत्पादन करने के लिए लोहे के साथ प्रतिक्रिया करता है, जब ऑक्सीजन वातावरण में प्रवेश करता है, तो हमारे सबसे अच्छे संकेतकों में से एक है।
हालाँकि इस मॉडल के चारों ओर बहुत बहस है। मॉडल की एक समझ के अनुसार, समुद्र में प्रकाश संश्लेषक बैक्टीरिया ने शुरुआती ऑक्सीजन का अधिक उत्पादन किया। फिर भूमि आधारित ग्रह सैकड़ों लाखों वर्षों बाद आए, फिर से ऑक्सीजन का स्तर बढ़ा। इस बात के भी प्रमाण हैं कि प्लेट टेक्टोनिक्स और बड़े पैमाने पर ज्वालामुखीय विस्फोटों ने एक भूमिका निभाई।
इस नए अध्ययन के लेखकों के एक लेख में कहा गया है कि यह मॉडल बताता है कि ऑक्सीजन युक्त दुनिया बनाने के लिए एक निश्चित स्तर पर भाग्य की आवश्यकता होती है। "यदि एक ज्वालामुखी विस्फोट नहीं हुआ था, या एक निश्चित प्रकार का जीव विकसित नहीं हुआ था, तो हो सकता है कि ऑक्सीजन कम स्तरों पर रुका हो," यह कहता है।
लेकिन शायद ऐसा नहीं है।
उनके नए अध्ययन का शीर्षक है "स्टेप वाइज अर्थ ऑक्सीकरण, वैश्विक जैव-रासायनिक सायक्लिंग की एक अंतर्निहित संपत्ति है" और "निहित" शब्द यहाँ प्रमुख है। लेखकों का कहना है कि एक बार हमारे पास सही रोगाणुओं और प्लेट टेक्टोनिक्स थे, जो दोनों 3 अरब साल पहले स्थापित किए गए थे, अब हमारे पास ऑक्सीजन स्तर तक पहुंचने से पहले केवल कुछ समय था। भले ही ज्वालामुखी और भूमि आधारित पौधे हों।
“यह शोध वास्तव में हमारी समझ का परीक्षण करता है कि पृथ्वी ऑक्सीजन से समृद्ध कैसे हुई, और इस तरह बुद्धिमान जीवन का समर्थन करने में सक्षम है।“
लुईस अल्कोट, लीड ऑथर, अर्थ सरफेस साइंस इंस्टीट्यूट, लीड्स यूनिवर्सिटी।
अध्ययन के अनुसार, बाहरी ताकतों के बजाय, यह "वैश्विक फास्फोरस, कार्बन और ऑक्सीजन चक्रों को शामिल करने वाली आंतरिक प्रतिक्रियाओं का एक सेट" था, जो पृथ्वी के ऑक्सीजनेशन का कारण बना। वास्तव में, उन चक्रों ने "भूवैज्ञानिक रिकॉर्ड में देखे गए समान तीन-चरण पैटर्न का उत्पादन किया होगा।"
यह सब कागज से नीचे आता है: "हम यह निष्कर्ष निकालते हैं कि पृथ्वी की ऑक्सीजनकरण की घटनाएं पूरी तरह से ऑक्सीजन की प्रकाश संश्लेषण के विकास के बाद ग्रह की सतह के क्रमिक ऑक्सीकरण के साथ संगत हैं।"
लेकिन वे उस निष्कर्ष पर कैसे पहुंचे?
शोधकर्ता ब्रिटेन में लीड्स विश्वविद्यालय से हैं। मुख्य लेखक लेविस जे। अलकोट हैं, जो पृथ्वी की सतह विज्ञान संस्थान में स्थित एक पीएचडी छात्र हैं। अल्कोट और अन्य शोधकर्ताओं ने समुद्री जैव-रसायन विज्ञान के एक सुस्थापित मॉडल के साथ काम किया और इसे संशोधित किया। उन्होंने उस मॉडल को पृथ्वी के सभी इतिहासों में चलाया, और पाया कि इसने तीन मुख्य ऑक्सीजनकरण घटनाओं का निर्माण किया।
एक प्रेस विज्ञप्ति में अल्कोट ने कहा, "यह शोध वास्तव में हमारी समझ का परीक्षण करता है कि पृथ्वी ऑक्सीजन से कैसे समृद्ध हुई, और इस तरह जीवन का समर्थन करने में सक्षम है।"
पृथ्वी के ऑक्सीकरण के इतिहास के पीछे प्रमुख सोच इसे समझाने के लिए घटनाओं की एक विस्तृत श्रृंखला पर निर्भर करती है। एक जीवन-विकास में प्रमुख विकासवादी विकास है जो ऑक्सीजन का उत्पादन करते हैं। मूल रूप से "जैविक क्रांतियाँ," जहां जीवनरूप उत्तरोत्तर अधिक जटिल हो गए, और ऑक्सीजन युक्त वातावरण का निर्माण किया। दूसरी श्रेणी टेक्टोनिक क्रांतियां हैं: विवर्तनिक गतिविधि में एक नाटकीय और विशेष रूप से वृद्धि, जिसमें महत्वपूर्ण ज्वालामुखी गतिविधि शामिल है, जो क्रस्ट को बदल देती है और इससे अधिक ऑक्सीजन का स्तर होता है।
उन दोनों व्यापक श्रेणियों की सटीक प्रकृति के आसपास बहुत बहस हुई है, लेकिन यह नया अध्ययन वैज्ञानिकों को सोचने के लिए कुछ और दे रहा है। "चरण-वार" घटनाओं पर भरोसा करने के बजाय, जो कि ऑक्सीकरण की व्याख्या करने के लिए भूवैज्ञानिक रिकॉर्ड में इंगित किया जा सकता है, नया अध्ययन फॉस्फोरस, कार्बन और ऑक्सीजन के बीच प्रतिक्रिया चक्रों की ओर इशारा करता है।
अध्ययन से यह भी पता चलता है कि ऑक्सीजनकरण अपरिहार्य था।
लीड्स में स्कूल ऑफ अर्थ एंड एनवायरनमेंट से भी सह-लेखक प्रोफेसर साइमन पॉल्टन ने कहा: “हमारा मॉडल बताता है कि पृथ्वी का ऑक्सीकरण एक जटिल स्तर को बनाए रख सकता है जो ऑक्सीजन पैदा करने वाले रोगाणुओं के विकसित होने के बाद अपरिहार्य था। "
इस नए मॉडल के दिल में समुद्री फॉस्फोरस चक्र है। समय के साथ ऑक्सीकरण सतह की स्थिति को कम करने से एक क्रमिक पारी द्वारा पूरी तरह से संचालित होने पर उनके मॉडल ने पृथ्वी का अनुभव करने के लिए एक ही तीन चरण ऑक्सीकरण पैटर्न का उत्पादन किया। संक्रमण उसी तरह से संचालित होते हैं जिस तरह से समुद्री फास्फोरस चक्र ऑक्सीजन के स्तर को बदलने के लिए प्रतिक्रिया करता है, और यह कैसे प्रकाश संश्लेषण को प्रभावित करता है, जिसके लिए फास्फोरस की आवश्यकता होती है। "
“हमारे काम से पता चलता है कि वैश्विक फास्फोरस, कार्बन और ऑक्सीजन चक्रों के बीच संबंध पृथ्वी के ऑक्सीजनकरण इतिहास को समझने के लिए मौलिक है। वरिष्ठ लेखक डॉ। बेंजामिन मिल्स ने कहा, इससे हमें यह समझने में मदद मिल सकती है कि हमारे खुद के अलावा कोई ग्रह कैसे रहने योग्य हो सकता है।
इसलिए उनमें से कुछ एक्सोप्लैनेट के लिए अभी भी उम्मीद है
यह अध्ययन इस मामले पर अंतिम शब्द नहीं होगा। लेकिन यह एक पेचीदा परिणाम है, और यदि यह आगे वैज्ञानिक जांच के लिए खड़ा है, तो यह अच्छी तरह से प्रभावित कर सकता है कि हम पहले से पाए गए एक्सोप्लैनेट को कैसे चिह्नित करते हैं, और हजारों हम TESS और अन्य भविष्य के ग्रह-खोजने वाले दूरबीनों के साथ पाते हैं।
अधिक:
- प्रेस रिलीज: पृथ्वी की ऑक्सीजन बहस में नई जान फूंकना
- शोध पत्र: स्टेप वाइज पृथ्वी ऑक्सीकरण, वैश्विक जैव रासायनिक रसायन का एक अंतर्निहित गुण है
- लेख: सांसारिक वायुमंडल ब्रह्मांड में अधिक सामान्य हो सकता है जितना हमने पहले सोचा था
- शोध पत्र (2014): पृथ्वी के प्रारंभिक महासागर और वातावरण में ऑक्सीजन का उदय
