భూగోళంకు సహజ కవచకుండలాలు!

ప్రకృతే నియంత్రిస్తుంది! 10 ప్రకృతే శాసిస్తుంది!!

భూగోళం ఏర్పడిన తీరు, నేల (soil), నీరు ఆవిర్భవించిన విధానం గూర్చి గత కథనాలల్లో తెలుసుకున్నాం. ప్రకృతి సూత్రాల నేపథ్యంలో జీవం పుట్టుక గూర్చి కూడా రెండో కథనంలో చూసాం. సౌరకుటుంబంలోని అష్టగ్రహాలల్లో (ప్లూటోకు గ్రహస్థితి లేదని గుర్తించాం!) కేవలం భూమిపైన మాత్రమే జీవం పుట్టి కొనసాగుతున్న విధానం గూర్చికూడా తెలియాలి. ఈ సందర్భంగా విత్తు ముందా? చెట్టు ముందా? అనే తర్కవాదన కూడా వింటూ వుంటాం. వీరికి వాస్తవం కన్నా, కాల్పనిక
(fiction) గాథలే ప్రధానంగా తోస్తాయి. అందుకే ఒక్కోమతం ఒక్కో తీరు కథనాల్ని అల్లి సమాజాన్ని ఎదగకుండా, సంకు చితంగా వుండేలా చేస్తున్నాయి. ఈ మత కథనాలన్నీ మానవుని పుట్టుక గూర్చే తెలుపుతాయి. (బైబిల్‍ ఆడమ్‍, ఈవ్‍ కథలా) గాని, మిగతా జీవరాశుల పుట్టుక గూర్చిన వాస్తవాల జోలికి పోవు. భూమిపైన ఏనుగు, సముద్రంలో తిమింగలం, చెట్లపైన పక్షులు, నేలపైపొరల్లో, గాలిలో, నీటిలో విభిన్న రకాల సూక్ష్మజీవులు (మానవుడి పుట్టుక దైవాంశం అయితే, కరోనా పుట్టుక కూడా దైవాంశమేకదా!), ఈగలు, దోమలు, కుక్కలు, నక్కలు, మామిడి, జామ, చింత, నేరేడు, వరి, గోధుమ, జొన్న, తృణధాన్యాలు, ఆకుకూరలు, కూరగాయలు, పండ్లు, ఫలాలు ఎలా పుట్టాయో, ఎందుకు పుట్టాయో ఏ మతం చెప్పదు. చెప్పలేవు. హిందూ పౌరాణిక గాథలైతే కొన్ని జంతువులు దేవుడి రూపాలని తెగ ప్రచారం చేస్తాయి. అలాగే వాటినే వెంటాడి, వేటాడి చంపేలా, మనిషినే మృగంగా మారుస్తాయి.

కాబట్టి, భూమిపై మానవుడితో పాటు, కోటానుకోట్ల జీవరాశులు (జంతువులు, వృక్షాలు, సూక్ష్మజీవులు) పుట్టి, మనుగడ సాగించడానికి, కనుమరుగు (extinction) కావడానికి గల పరిస్థితుల్ని చార్లెస్‍ డార్విన్‍ ఆధారాలతో చూపింది కూడా గత కథనాల్లో చూసాం. తిరిగి ఈ వివరాల్లోకి పోకుండా జీవరాశి పుట్టుకకు దారి తీసిన పరిస్థితుల్ని మాత్రం చూద్దాం!

మొదటి సహజ కవచకుండలం – ఓజోను పొర (O₃)
దాదాపు ఒక బలియన్‍ సం।। క్రితం మొదటి నీటి జీవి అయిన నీలి హరిత ఆల్గే (blue green alge) సూర్మరశ్మి నుంచి శక్తిని పొంది నీటి అణువుల్ని, కార్బన్‍ డయాక్సైడ్‍ అణువుల్ని విడగొట్టి (split), తిరిగి వాటిని సేంద్రియ పదార్థంగా (పిండి), ఆక్సిజన్‍గా మార్చింది. దీన్నే ప్రాథమిక దశ కిరణజన్య సంయోగ క్రియగా గుర్తిస్తారు. ఈ ఆక్సిజన్‍లో కొంత భాగం తిరిగి కార్బన్‍ డయాక్సైడ్‍గా (దహించ బడడంతో) మారగా, మిగతా ఆక్సిజన్‍ పై భాగంలోని వాతావరణంలో పోగుపడ సాగింది. ఇలా పోగుపడిన ఆక్సిజన్‍ నాటి ఆదిమ (primordial) జీవులకు విష తుల్యంగా మారడం, కార్బన్‍ డయాక్సైడ్‍ శాతం తగ్గడం ప్రారంభిం చింది. దీంతో కొన్ని ఆక్సిజన్‍ అణువులు (O₂), సూర్యకాంతిలోని అతినీల లోహిత (ultraviolet) కిరణాలను గ్రహించి ఏక ఆక్సిజన్‍ (O) పరమాణువుగా (atom) మారింది. తిరిగి ఈ పరమాణువు, ఆక్సిజన్‍ అణువు( O₂)తో జతకట్టి మూడు పరమాణువుల (O₃) ఆక్సిజన్‍గా మారింది. ఈ విధంగా రూపాంతరం చెందిన ఆక్సిజన్‍ అణువుల సముదాయపు కవచమే ఓజోన్‍. ఈ కవచమే సూర్యుని నుంచి వెలువడే అతినీల లోహిత కిరణాలను సమర్థవంతంగా గ్రహించేవి. ఈ విధంగా అతినీలలోహిత కిరణాలనుంచి వచ్చే వికిరణాన్ని (radiation) తగ్గించడంతో భూమిపై విభిన్న జీవరాశి మనుగడ సాగించడానికి అవకాశం ఏర్పడింది.

ఇలా ఆక్సిజన్‍ ఉత్పత్తికి కారణమైన నీలి హరిత ఆల్గే మాత్రం కాల క్రమంలో నశించి, ఆక్సిజన్‍తోనే జీవించగలిగే జీవరాశికి ఆధ్యురాలైంది. పోతే కొంత నీలి హరిత ఆల్గె నీటి నుంచి బయటికి వచ్చి, భూమార్గాన్ని పట్టి భూచరాల ఆవిర్భావానికి కారణభూతం కావడం సృష్టి వింత కాదా!
అయితే ఈ కథనాల్ని నమ్మాలా..? అనే అబుద్ది జీవులు కూడా అధికంగా విద్యాధికులే కావడం గమనార్హం. ఇలా జీవరాశి మనుగడకు కారణమై, రక్షణ కవచంగా ఏర్పడిన ఓజోన్‍పొర తగ్గడం రంధ్రాలు పడడం, దీంతో జీవరాశి మనుగడకు (మానవునితో సహా) ప్రమాదంగా మారడం తెలిసిందే! ఇదే జరిగితే భూగోళం తిరిగి ఒక బిలియన్‍ సం।। క్రితంకు వెళ్ళిపోతుంది. ఈ ఘటనను కళ్ళు మూసుకొని ఓసారి కలగంటే ఈ వాస్తవం అర్థమవుతుంది.

రెండో సహజ కవచకుండలం – హరిత గృహ ప్రభావం (Greenhouse Effect)
సముద్రతీర ప్రాంతాలనే కాదూ, మారుమూల రాజస్థాన్‍ థార్‍ ఎడారిలోని రైతును, ఎత్తైన హిమాలయ పర్వత ప్రాంతపు సేద్యం చేసే మహిళను , గోదావరి పరివాహక ఆదివాసి వారు, వీరు అనకుండా అందరినీ వాతావరణం పలకరిస్తుంది. పోతే ప్రాంతాన్ని బట్టి, ఎత్తును బట్టి కొంత వ్యత్యాసం వుంటుంది. (భారమితితో ఈ తేడాల్ని గుర్తించగలము).
ఇలా వాయువుల మిలితంతో భూమి చుట్టూ ఏర్పడిన ఓ చక్కని అమరికనే (envelop) వాతావరణమని అంటారు. ఈ అమరికనే భౌతిక చోదక శక్తిగా వివిధ వాతావరణ మార్పులకు కారణమగును. సూర్యుని నుంచి వెలువడే ఉష్ణం వికిరణం (radiation) చెంది భూ వాతావరణంలోకి ప్రవేశించును. ఇందులో (ice/snow), నీటిని, నునుపైన తలాలను తాకడంతో వెనక్కి మళ్ళి తిరిగి రోదసి (space)లోకి వెళ్ళిపోవును. అనగా సూర్యుని నుంచి జనించే ఉష్ణంలోని అతి కొద్దిభాగం నేలను చేరుతుందన్న మాట!

ఈ ఉష్ణాన్ని కూడా నేల దాచుకోకుండా, దాన్ని పరారుణ (infrared) వికిరణముగా ఉద్గారం చెందించును. ఇలా నేల నుంచి వెనక్కి మళ్ళిన ఉష్ణం తిరిగి రోదసికి చేరకుండా వాతావరణంలోని కొన్ని వాయువులు నిర్బంధించును. ఇలా బంధించడానికి, పరారుణ కిరణాల పొడవైన తరంగ దైర్ఘ్యమే (wave length) ప్రధాన కారణం. ఈ విధంగా ఈ ఉష్ణం తిరిగి నేలను అంటిపెట్టుకోవడంతో, జీవం మనుగడ సాగించడానికి దోహద పడుతున్నది. ఈ పక్రియ సౌరకుటుంబంలోని ఒక్క భూమికే పరిమితం కావడంలో విభిన్న జీవరాశులు అభివృద్ధి చెంది ఓ ప్రత్యేకతను సాధించుకున్నాయి. ఇలా జీవరాశి మనుగడకు దోహదం చేస్తున్న ఈ వాయువుల సముదాయన్నే హరితగృహ వాయువు అని, దీని చర్యను హరిత గృహ ప్రభావం (Green House Effect) అని అంటారు.

ఒక వేళ ఈ హరిత వాయువుల ప్రభావం లేకుంటే భూగోళం మంచు యుగం (ice age) నాటిలా నిరంతరం చలితో, మంచుతో వుండిపోయేది. దీన్ని కొంతలో కొంత ఎడారుల్లో చూడగలుగుతున్నాం. పొద్దంతా అత్యంత వేడిగా వుండే ఈ ఎడారులు, రాత్రుల్లో దీనికి భిన్నంగా ఎముకలు కొరికే చలిని సంతరించుకుంటాయి. అనగా, వాతావరణంలోని ఈ వాయువుల కలయిక (composition)నే భూమిపైన ఉష్ణశక్తిని సమతూకం (energy coming & going ) చేస్తాయి. ఇందులో హెచ్చుతగ్గులు జరిగితే జీవులపై తీవ్ర ప్రభావం పడుతుంది. ఈ విపత్తును కూడా ఇప్పుడు భూమాత ఎదుర్కుంటున్నది తెలిసిందే! (వీటిని గూర్చి తర్వాతి కథనాల్లో చూద్దాం!)

నిజానికి మన చుట్టూ వుండే పొడిగాలిలో నైట్రోజన్‍, ఆక్సిజనులు (4:1))లో వుంటాయి. స్వల్ప మోతాదుల్లో ఆర్గాన్‍ వుంటుంది. అనగా నైట్రోజన్‍ 78.09 శాతం, ఆక్సిజన్‍ 20.95 శాతం కాగా, ఆర్గాన్‍ (1%) మాత్రమే వుంటాయి. అతిస్వల్ప మోతాదుల్లో (trace) కార్బన్‍ డయాక్సైడ్‍ (0.1%), నీటి ఆవిరి, నియాన్‍, హైడ్రోజన్‍లు (parts per billion-Ppb) వుంటాయి. ఇందులో హరిత గృహ వాయువుల్ని నియంత్రించడంలో నీటి ఆవిరి కీలక పాత్రను పోషిస్తే, కార్బన్‍ డయాక్సైడ్‍ భూభాగాన్ని వేడెక్కించుటలో చురుకుగా పని చేస్తుంది. ఇప్పుడు ఇది కూడా తీవ్రస్థాయికి చేరింది చూస్తూనే వున్నాం. ఈ వాయువులు వుండాల్సిన మోతాదుల్లోనే వుండాలి. ఏ మాత్రం సమతుల్యత దెబ్బతిన్నా, నేల నుంచి వికిరణం చెందిన ఉష్ణం రోదసిలోకి వెళ్ళకుండా అడ్డుకుంటాయి లేదా ఉష్ణమే లేకుండా వుంటుంది. దీంతో భూగోళం అతి వేడిమికి, చలికి గురైతుంది (ఈ వివరాల్ని కూడా తర్వాత చూద్దాం!).

హరితగృహ వాయువుల మోతాదు పెరిగితే..?
హరితగృహ వాయువులు భూగోళానికి కల్గించే ప్రమాదాన్ని 19వ శతాబ్దంలో జీన్‍ బాప్టిస్టు జోషప్‍ పురియర్‍ గుర్తించాడు. గాలిలో నత్రజని, ఆక్సిజన్‍లు 99 శాతం వుండి, కేవలం ఒక శాతం (1%) మాత్రమే ఈ హరితగృహ వాయువులుండాలి. ఇవి ఏమాత్రం పెరిగినా భూగోళం వేడెక్కును. దృవ ప్రాంతాల మంచు చేరి భూమధ్య రేఖ ప్రాంతం లావెక్కుతుంది. ఇప్పటి వరకు వెలువడిన ఈ వాయువుల్ని నియంత్రించినా శతాబ్దాల తరబడి ఇవి వాతావరణ అసమతుల్యతకు కారణమైతాయి. ఇప్పటికే వాతావరణంలో చేరిన CFCలు ఓజోను పొరను శతాబ్దాల తరబడి క్షీణింప చేస్తుంది. ఇలా ఓవైపు రక్షణ కవచంలా, మరోవైపు దీని మందం పెరుగుతూ భక్షణ కవచంలా పరస్పర విరుద్ద ఉపయోగాలున్న ఈ వాయువులు ఎలా జనిస్తాయో చూద్దాం!

కార్బన్‍ డయాక్సైడ్‍ (CO₂ )
గత మూడు దశాబ్దాలుగా (1990 నుంచి) పరావ్యరణవేత్తల్ని, శాస్త్రజ్ఞుల్ని కలవరపెడుతున్న హరితగృహ వాయువు కార్బన్‍డయాక్సైడ్‍. 1990 నాటికి ఇది వాతావరణంలో 0.034 శాతంగా (344 parts per million-ppm) వుంటే, ఇప్పుడిది 409.8జూజూఎ దాటిపోయింది. దీని ప్రభావంతో పారిశ్రామిక విప్లవం తర్వాత (1860) ప్రతీ సంవత్సరం 25 శాతం చొప్పున పెరగడంతో భూ ఉపరితల ఉష్ణోగ్రత 0.50⁰C చొప్పున పెరుగుతున్నది. బొగ్గును, కర్రను, ఇతర వస్తువులను మండించినప్పుడు, శిలజా ఇంధనాలు దహించబడగా, వివిధ గ్యాస్‍లను మండించినప్పుడు, వృక్షాలు, జంతువులు శ్వాసక్రియ జరిగినప్పుడు ఈ వాయువు వెలువడును. ఇలా ప్రతి సం।। 6 బిలియన్‍ టన్నులు జనించగా, ఇందులో సగభాగం మొక్కలు, సముద్రాలు వినియోగించుకుంటాయి. 1958 నుంచి 310జూజూఎ ఉండగా, నేడు 410 జూజూఎ స్థాయికి, అనగా గ్రాఫికల్‍గా 450 కోణంలో పెరుగుతూ వున్నది. మంచు యుగంలో (ice age) దీని పరిమాణం 200 జూజూఎ మాత్రమే! ఈ విషయాన్ని హిమనీనదము (glacial) లోని గాలి బుడగల ద్వారా గుర్తిస్తారు.

నిజానికి 150⁰C ఉష్ణోగ్రత నియంత్రణకై కేవలం 0.03 శాతం కార్బన్‍ డయాక్సైడ్‍ సరిపోతుంది. కాని దీని ఉత్పత్తి 0.4 శాతం దాటి పోయింది. ఇలా ప్రతి 0.1 శాతం పెరుగుదల ఒక డిగ్రీ సెలిసియస్‍ ఉష్ణోగ్రతను పెంచుతుంది.

నైట్రస్‍ ఆక్సైడ్‍ (NO₂)
ప్రకృతిలో సహజసిద్ధంగా, సూక్ష్మ జీవుల ద్వారా, లెగ్యుమినస్‍ బ్యాక్టీరియా ద్వారా నేలలో, మొక్కల వేళ్ళలో ఇది స్థాపించబడి జనించును. కర్రను మండించినప్పుడు ఇది కొంత ఉత్పత్తి ఆగును. వ్యవసాయంలో వాడే రసాయనిక ఎరువులు, నేలలో మిలితం కాగా, నైట్రోజన్‍ (N₂) అణువు చురుకుగా మారి ఆక్సిజన్‍తో చర్యనొంది నైట్రస్‍ ఆక్సైడ్‍గా ( N₂O) మారును.
ఇది ప్రతీ సంవత్సరం 0.25 శాతం చొప్పున (వాతావరణంలో) పెరుగుతూ వున్నది. 2030 నాటికి పారిశ్రామిక విప్లవంకు ముందున్న దానికన్నా ఇది 34 శాతం అధికమగును. ఒకవేళ దీని ఉత్పత్తిని నిలుపుచేసినా ఇప్పటికే వున్న ఈ వాయువు రాబోయే 200 సంవత్సరాల వరకు (2200 దాకా) వాతావరణంలో వుంటుంది.
ఉష్ణాన్ని బంధించుటలో కార్బన్‍ డయాక్సైడ్‍ కన్నా ఇది 250 రేట్ల ప్రభావాన్ని కల్గి వుంటుంది.

మిథేన్‍ (CH₄)
మూడో ప్రమాదకర హరితగృహ వాయువు మీథేన్‍. ఇది ప్రకృతిలో సహజసిద్ధంగా ఉత్పత్తి అగును. జంతువులు, మనుషుల విసర్జకాలలో, పంట పొలాలు కోసిన మొదల్లలో, నెమరువేయు (ruminant) జంతువులు, చెదలు (termite) లాంటి కీటకాల జీర్ణాశయాల్లో ఇది ఉత్పత్తి అగును. అనగా, శాఖాహార జంతుజాలంలో ఇది అత్యధికంగా ఉత్పత్తి జరుగును. పంట పొలాల్ని మండించినప్పుడు, సహజ వాయువుల సరఫరా సందర్భంగా ఇది వాతావరణంలో చేరును.
దీన్ని కూడా హిమనీనదాలలోని గాలిబుడగల ద్వారా దీని పెరుగుదలను గుర్తిస్తారు. దాదాపు 1960 దాకా దీన్ని కొలిచే విధానాలు లేవు. 1980 నాటి నుంచి ప్రతీ సంవత్సరం ఇది 1.1 శాతం చొప్పున పెరుగుతున్నది. మంచు యుగంలో ఈ వాయువు 300 ppb (particles per billion)గా వుంటే, మంచు యుగం ముగిసిన తర్వాత 600 ppb కి చేరగా, ప్రస్తుతం 1800 ppbకి చేరినట్లుగా శాస్త్రజ్ఞులు గుర్తించారు. ఉష్ణాన్ని బంధించుటలో కార్బన్‍డయాక్సైడ్‍ కన్నా ఇది 25 శాతం ప్రభావాన్ని చూపుతుంది.

క్లోరోఫ్లోరో కార్బన్‍ (CFC₁₁ & CFC₁₂)
మానవ నిర్మిత ఎలక్ట్రానిక్‍ వస్తువులలో, పరుపుల్లో వాడే ఫోంలో ఈ CFCలు అత్యధికంగా వుంటాయి. సింథటిక్‍ వస్తువులు (బట్టలు, పూతపూసిన వంటసామాగ్రి, రంగులు, పేయింట్స్ మొ।।). రిఫ్రిజిరేటర్స్, ఎయిర్‍ కండిషనర్లు, కూలర్లు, ఇమ్యలేటర్లు దీని ప్రధాన ఉత్పత్తి కేంద్రాలు. ఈ CFCలు స్ట్రాటో (strato) ఆవరణలోకి చేరి క్లోరిన్‍ (Cl)ను విడదల చేసి ఓజోన్‍లోని (CO₃)ని విడగొట్టును. దీంతో ఓజోన్‍ పొర దెబ్బతినును. సంవత్సరానికి 5 శాతం చొ।। ఇది పెరుగుతున్నది.
CFC₁₁ జీవిత కాలం 75 సం।। కాగా, ఇది ఉష్ణాన్ని బంధించుటలోCO₂ కన్నా 20,000 రేట్లు ప్రభావాన్ని చూపుతుంది. CFC₁₂ జీవిత కాలం 140 సం।। కాగా, ఇది ఉష్ణాన్ని బంధించుటలో CO₂ కన్నా 17,500 రేట్ల ప్రభావాన్ని చూపుతుంది.

ట్రాపోస్పియరిక్‍ ఓజోన్‍ (O₃)
ఓజోన్‍ పొర భూతలం నుంచి 80 కి.మీ. పైన గల స్టాట్రో ఆవరణలో (strato sphere) ఆవరించి, సూర్యుడి అతినీలలోహిత కిరణాల నుంచి రక్షణ కల్గించును. దీనికి ముందుగల ట్రోపోస్పియరిక్‍ బూతల ఆవరణ (8-18 కి.మీ)లో, అనగా స్ట్రాటో ఆవరణ కింద తేమతో కూడుకున్న భాగాన్ని ట్రోటోస్పియరిక్‍ ఓజోన్‍ హరితగృహ వాయువుగా గుర్తిస్తారు. వాహకాల్లో, పరిశ్రమల్లో వాడే శిలజా ఇంధనాలు దహించడంతో, నైట్రోజన్‍ ఆక్సైడ్‍తో చర్య జరిగినప్పుడు కూడా ఇది జనించును. దీనికై వాతావరణంలోని తేమ దోహదపడును. ఇది పెరిగినా భూతలానికి ప్రమాదమే! దీన్ని ఉష్ణమండల (tropical) అడవులు వినియోగించడంతో ఇది తరుగుదలకు గురైతుంది. కాని, ఈ అడవులు తరిగి పోవడంతో ట్రోపోస్పియరిక్‍ ఓజోన్‍ (సాధారణ పరిమాణం 20-30ppb కాని కలుషిత వాయువులో ఇది 100ppb కి చేరుతున్నది) సాంధ్రత పెరుగుతున్నది. దీనితో ఊపిరితిత్తుల, ఆస్తమా వ్యాధులకు ఇది హేతువు కాగా, గర్భస్థ శిశుమరణాలు అధికమైతున్నాయి.

మానవుడి ప్రమేయం లేకుండా, భూపరిణామ క్రమంలో సహజకవచ కుండలాల్ని తనచుట్టూ ఏర్పర్చుకుని, జీవం పుట్టుకకు, మానవుడి మనుగడకు, దోహదపడిన భూగోళాన్ని స్వార్థ బుద్ధితో, దోపిడికి రాజకీయ దాహంతో, కబలించడంతో తిరిగి మానవ మనుగడకే ప్రమాదం పొంచి వున్నది. దీన్ని ప్రపంచ రాజకీయాలు నియంత్రిస్తాయో లేదో తెలియదుగాని, కనీసం వీటిని అవగాహన చేసుకున్నా సంతోషమే! ఈ దిశగా ఇప్పుడన్నా ఆలోచిద్దాం!
(వచ్చే సంచికలో భౌగోళిక పరిశోధన వాస్తవాల్ని ఎలా తెలుసుకుంటారో చూద్దాం!)

డా।। లచ్చయ్య గాండ్ల,
ఎ : 9440116162