अरबों वर्षों में पृथ्वी के वातावरण (Earth’s atmosphere) में काफी परिवर्तन हुए हैं, जिससे जीवन (life evolution) के विकास की दिशा तय हुई। वैज्ञानिकों (scientists) ने ध्रुवों पर जमा बर्फ की परतों से पिछले 60 लाख वर्षों का वायुमंडलीय डैटा (atmospheric data) निकाला है, लेकिन यह डैटा पृथ्वी (Earth) के 4.5 अरब साल के इतिहास का बहुत छोटा हिस्सा है।
प्राचीन समय में वायु में कौन-से घटक कितनी मात्रा में थे, इसका पता वैज्ञानिक केवल चट्टानों (rocks) और खनिजों (minerals) में छिपे अप्रत्यक्ष प्रमाणों से लगाते आए हैं। लेकिन अब, एक नई तकनीक (new technique) से अधिक सटीक जानकारी मिल रही है – प्राचीन चट्टानों, लवणों और लावा (lava) में फंसे सूक्ष्म वायु बुलबुलों (air bubbles) का विश्लेषण।
वैज्ञानिक यह जानते हैं कि 4.5 अरब वर्ष पूर्व जब पृथ्वी का निर्माण (Earth formation) हुआ, तब उसकी सतह पिघली हुई चट्टानों (magma) से ढंकी थी। इस मैग्मा से रिसी गैसों, और आगे चलकर ज्वालामुखी विस्फोटों (volcanic eruptions), क्षुद्रग्रहों (asteroids) की बौछार के कारण मुक्त गैसों ने एक प्रारंभिक वातावरण (early atmosphere) बनाया। समय के साथ, नाइट्रोजन (nitrogen) अपनी स्थिरता के कारण मुख्य गैस बन गई, जबकि हाइड्रोजन (hydrogen) और हीलियम (helium) जैसी हल्की गैसें अंतरिक्ष में विलीन हो गईं। ऑक्सीजन (oxygen) लगभग न के बराबर थी, जब तक कि लगभग 3 अरब साल पूर्व प्रकाश-संश्लेषण (photosynthesis) करने वाले सूक्ष्मजीवों ने इसे धीरे-धीरे वातावरण में छोड़ना शुरू नहीं किया।
फिर, वैज्ञानिक यह भी जानते थे कि चट्टानों में प्राचीन वायु (ancient air) कैद हो सकती है, लेकिन इन गैसों को निकालना और विश्लेषण (gas analysis) करना बेहद कठिन था। अब, वैज्ञानिक एक वैक्यूम-सील प्रेस (vacuum-sealed press) में प्राचीन चट्टानों को धीरे-धीरे दाब बढ़ाते हुए कुचलते हैं, जिससे उसमें फंसी हुई गैस निकलती है। इस गैस का विश्लेषण मास स्पेक्ट्रोमीटर (mass spectrometer) से किया जाता है।
सर्वप्रथम भू-रसायनविद (geochemist) बर्नार्ड मार्टी ने 2010 के दशक में पश्चिमी ऑस्ट्रेलिया (Western Australia) के क्वार्ट्ज़ (quartz) और बैराइट भंडारों में फंसी गैस का विश्लेषण किया था। और पहली बार 3 अरब साल से भी अधिक पुराने वायुमंडलीय नमूने (atmospheric samples) उपलब्ध कराए। उसके बाद से इस तकनीक के इस्तेमाल से कई अध्ययन (research studies) हुए हैं।
ऑक्सीजन की उपस्थिति : पहले वैज्ञानिक मानते थे कि लगभग 80 करोड़ साल पहले तक पृथ्वी के वातावरण में ऑक्सीजन बहुत कम थी, और तभी इसके स्तर में अचानक वृद्धि हुई, जिससे जंतुओं (animals) का विकास संभव हुआ। लेकिन विभिन्न अध्ययन (scientific studies) अलग-अलग निष्कर्ष देते हैं।
“बोरिंग बिलियन”: वैज्ञानिक 1.8 अरब से 80 करोड़ साल पहले के कालखंड को “बोरिंग बिलियन” (Boring Billion) कहते हैं, क्योंकि इस दौरान जलवायु (climate), टेक्टोनिक्स (tectonics) और जैव विकास (biological evolution) में कोई खास बदलाव नहीं दिखता था। लेकिन 1.4 अरब साल पुराने लवण (ancient salts) के क्रिस्टलों से पता चला है कि उस समय ऑक्सीजन स्तर अपेक्षा से अधिक था। इससे यह संकेत मिलता है कि जटिल जीवन (complex life) के विकास के लिए अनुकूल परिस्थितियां उस समय मौजूद रही होंगी।
नोबल गैसें : नोबल गैसें (noble gases), जैसे आर्गन (argon), नीऑन (neon) और ज़ीनॉन (xenon), रासायनिक रूप से अन्य तत्वों के साथ अभिक्रिया नहीं करतीं। इसलिए वे पृथ्वी के वायुमंडलीय परिवर्तनों (atmospheric changes) को समझने में उपयोगी होती हैं।
भारत में 2 अरब साल पुराने उल्कापिंड टकराव स्थल (meteorite impact site) के अध्ययन से पता चला है कि उस समय ज्वालामुखीय गतिविधि (volcanic activity) कई करोड़ वर्षों तक धीमी हो गई थी, जिससे पृथ्वी के आंतरिक भाग से गैसों का उत्सर्जन (gas emissions) भी कम हुआ। इसी प्रकार, ग्रीनलैंड (Greenland) की 3 अरब साल पुरानी चट्टानों में फंसी गैसों के अध्ययन से यह संकेत मिला कि ये गैसें प्राचीन पृथ्वी के मेंटल (Earth’s mantle) और समुद्री जल (ocean water) से आई थीं। ये खोजें (discoveries) हमें यह समझने में मदद करती हैं कि पृथ्वी का वायुमंडल (Earth’s atmosphere) कैसे बना और विकसित हुआ। इन खोजों के बावजूद, वैज्ञानिकों ने अभी केवल सतह को ही कुरेदा है। भविष्य की संभावनाएं (future possibilities) कई हैं। वे और भी प्राचीन चट्टानों के नमूने (ancient rock samples) इकट्ठा करेंगे, गैस निकालने की तकनीकों (gas extraction techniques) में सुधार करेंगे और यह पता लगाने की कोशिश करेंगे कि क्या ये वायुमंडलीय सुराग (atmospheric clues) जीवन की उत्पत्ति (origin of life) को समझने में मदद कर सकते हैं। (स्रोत फीचर्स)
नोट: स्रोत में छपे लेखों के विचार लेखकों के हैं। एकलव्य का इनसे सहमत होना आवश्यक नहीं है।
Photo Credit : https://www.science.org/do/10.1126/science.zhst73x/full/_20250307_on_ancientgases-1741297942210.jpg