Tuesday, Mar 2, 2021
Homeபடைப்புகள்கட்டுரைகள்காலநிலை ஆய்வுக் கருத்துக்களின் அறிவியல் வரலாறு

காலநிலை ஆய்வுக் கருத்துக்களின் அறிவியல் வரலாறு

1824 அக்டோபரில் Annales de Chimie et de Physique, Tome XXVII என்ற ஆய்விதழில் வெளியான ஃபூரியே (Fourier) எனும் பிரெஞ்சு விஞ்ஞானியின் “Remarques generales sur les Temperatures du globe terrestre et des espaces planetaires” என்கிற கட்டுரை தான் காலநிலை மாற்றம் குறித்த ஆய்வுக்கு முன்னோடி. கணிதவியல் மற்றும் கணித இயற்பியலில் பிரபலமான ஃபூரியே பகுப்பாய்வு (Fourier analysis), ஃபூரியே மாற்று (Fourier transform) முதலிய ஆய்வுகளைத் தோற்றுவித்த ழான் பாப்டீஸ்ட் ஜோசப் ஃபூரியே மிக முக்கியமான கேள்வி ஒன்றை எழுப்பினார். பூமி எப்படி பதினைந்து டிகிரி சராசரி வெப்பநிலை கொண்டுள்ளது. இதுதான் அவர் முன் இருந்த புதிர்.

இதுதான் நவீன காலநிலை ஆய்வுகளின் முன்னோடி ஆய்வு எனக் கருதுவர். முதலில் பசுங்குடில் விளைவு (greenhouse effect) காரணமாக பூமியின் சாரசரி வெப்பம் உருவாகிறது எனக் கண்டுபிடித்தனர். அதன் பின்னர் கார்பன்டை ஆக்ஸைடு தான் புவிவெப்பம் அடைவதற்கு முக்கியக் காராணம் என இனம்கண்டனர். வளிமண்டலத்தில் வெறும் 0.04 சதவிகிதம் மட்டுமே உள்ள கார்பன்டை ஆக்ஸைடு செறிவு கூடிக்குறைந்தால் புவியின் காலநிலை மாறும் எனும் காலநிலை மாதிரி (modelling) உருவாக்கி ஏற்படப்போகும் ஆபத்தை முன்கணித்துக் கூறினார். இதன் தொடர்ச்சியாய் காலநிலை அறிவியல் எனும் புது அறிவியல் பிரிவே உருவாகிவிட்டது. இறுதியாக, புதுமை ஆய்வுகள்மூலம் வளிமண்டலத்தில் மிகும் கார்பன் மாசுக்கு மனிதச் செயல்பாடுகளே காரணம் என்பதையும் இனம்கண்டு உறுதிப்படுத்தினார்கள். இந்தக் கண்டுபிடிப்புகளை எப்படி செய்தனர் என்பதை விளக்கிக் காலநிலை அறிவியல் கருத்துக்களின் அறிவியல் வரலாற்றை இந்தக் கட்டுரையில் தருகிறோம்.

  1. புதிரான பூமியின் வெப்பநிலை

கொதிக்கும் நீரில் பனிக்கட்டியைப் போட்டால் பனிக்கட்டியும் வெந்நீரும் ஒரே சம வெப்ப நிலைக்கு வருகிறது. சூடான பாத்திரத்தை வெளியில் வைத்தல் வெப்பம் வெளியேறிச் சுற்றுப்புற வெப்பநிலைக்கு தாழ்ந்துவிடுகிறது. நியூட்டனின் வெப்ப இயக்க விதியின்படி அடுத்தடுத்து உள்ள இரண்டு பொருள்கள் தம்முள் வெப்பத்தைக் கடத்தி இரண்டும் ஒரே சமநிலை வெப்பத்தை அடையும். ஃபூரியே தொடர் (Fourier series) என்கிற கணித உத்தியைப் பயன்படுத்தி இரண்டு பொருள்களிடையே வெப்பம் எப்படி பகிரப்பட்டு இறுதியில் இரண்டும் ஒரே சம நிலையை அடையும் என்ற வெப்ப இயக்கச் சூத்திரங்களைத் தயார் செய்தார் ஃபூரியே.

சூரியமண்டலத்தில் மிகுந்த வெப்பநிலையில் இருக்கும் சூரியனின் வெப்பம், பூமியிலிருந்து அதன் தொலைவு முதலியவற்றை வெப்ப இயக்க விதி சூத்திரங்களில் பொருத்திப் பார்த்தல் பூமியின் சராசரி வெப்பம் வெறும் +5.3C என்று தான் இருக்க வேண்டும். உள்ளபடியே சூரியனிலிருந்து பூமிக்கு வந்தடையும் ஆற்றலில் சுமார் 30 சதவீதம் சூரிய ஆற்றலை மறுபடி விண்வெளிக்கே பிரதிபலித்துத் திருப்பி அனுப்பிவிடுகிறது. இதையும் கணக்கில் கொண்டு கணித்தால் பூமியின் சராசரி வெப்பம் உறைகுளிர் நிலையில் இருக்க வேண்டும்; சராசரி வெப்பம் வெறும் மைனஸ் 18 டிகிரி செல்சியஸ் அல்லது மைனஸ் 19 டிகிரி செல்சியஸ் என்று தான் இருக்கவேண்டும்.

சராசரி வெப்பம்

ஆனால் பூமியின் சராசரி வெப்பம் சுமார் +15 டிகிரி. பூமியின் ஒவ்வொரு இடத்திலும் அல்லது ஒவ்வொரு இடத்தின் சராசரியும் பதினைந்து டிகிரி என்று பொருள் அல்ல. பூமியின் சில இடங்கள் கடும் குளிர்; சில இடங்கள் கொதிக்கும் அனல். ஆங்காங்கே ஏற்படுத்தப்பட்டுள்ள வானிலை கண்காணிப்பு மையங்களில் பதிவான வெப்பநிலையைக் கணக்கில் கொண்டு பார்த்தல் இதுவரை ஆகக் குளிர்நிலை அண்டார்டிகாவில் ரஷ்யாவின் வோஸ்டாக் ஆய்வு நிலையத்தில் 1983இல் பதிவானது. எலும்பையும் உறைய வைக்கும் மைனஸ் 89.2 டிகிரி செல்சியஸ் வெப்பம் அன்று பதிவானது. 1913ஆம் ஆண்டு ஜூலை மாதம் மரண பள்ளத்தாக்கு என்ற பொருள்படும் டெத் வேல்லி பகுதியில் 57 டிகிரி செல்சியல் வெப்பநிலை பதிவானது. தரையில் எல்லா இடங்களிலும் வானிலை மையங்களை ஏற்படுத்த முடியாது. தற்காலத்தில் விண்வெளியிலிருந்து செயற்கைக்கோள் உதவியுடன் பூமியின் ஒவ்வொரு புள்ளியிலும் உள்ள வெப்பநிலையை அறியலாம். இவ்வாறு திரட்டிய செயற்கைக்கோள் தகவல்களைத் தொகுத்து பார்க்கும்போது அண்டார்டிகாவில் டோம் அர்குஸ் முதல் டோம் பூஜி வரையுள்ள மலைமுகடு பகுதியில் ஆகஸ்ட் 2010 மைனஸ் 93.2 டிகிரி குளிர் வெப்பநிலை பதிவாகியுள்ளது. அதே போல அதிகமான வெப்ப பிரதேசம் தென்கிழக்கு ஈரானில் அமைந்துள்ள லுட் பாலைவனம் (Lut Desert) தான். இங்கே 2005இல் பதிவான வெப்பம் 70.7 டிகிரி செல்சியஸ்.

பொதுவாகவே சகாரா பாலைவனத்தில் +58 டிகிரி வரை பகல் வெப்பம் இருக்கும். துருவப் பகுதியில் மைனஸ் 25 டிகிரி செல்சியஸ் இருக்கும். இந்தியா உள்ளிட்ட பூமத்திய ரேகைப் பகுதியில் உள்ள நாடுகளின் சராசரி வெப்பநிலை +25 டிகிரி செல்சியஸ். எனினும் பல்வேறு இடங்களில் பதிவாகும் வெப்பநிலையைச் சராசரி செய்து பார்க்கும்போது பூமியின் சராசரி வெப்பம் சுமார் 14.9 டிகிரி செல்சியஸ்.

இயற்பியல் ரீதியில் கணக்கிட்டால் விண்வெளியில் புவி உள்ள நிலையில் புவிக்கு சராசரி வெப்பம் வெறும் மைனஸ் 18 அல்லது மைனஸ் 19 டிகிரி என்று தான் இருக்க வேண்டும். ஆனால் புவியின் சராசரி வெப்பமோ +15 டிகிரி; அதாவது இருக்க வேண்டியதை விட சுமார் 33 டிகிரி கூடுதல் வெப்பம். வியப்பு மலைப்பு திகைப்பு ஏற்படத் தானே செய்யும்!

பூமி எப்படி வெப்பம் அடைகிறது

ஃபூரியேவின் வெப்ப இயக்கக் கணிதத்தின்படி பூமியின் சராசரி வெப்பம் வெறும் மைனஸ் 18 டிகிரி என்று இருக்க வேண்டும். ஆனால் உள்ளபடியே பூமியின் சராசரி வெப்பம் +15 டிகிரி. முப்பத்தி மூன்று டிகிரி கூடுதல் வெப்பம் அடைந்தது எப்படி?

அடுப்பிலிருந்து இறக்கிய பாத்திரம் சுற்றுசூழல் வெப்பநிலையைவிடக் கூடுதலாக இருக்கும். அதுபோல பூமியின் கூடுதல் வெப்பம் பூமிக்குள் இருந்து வரலாம் அல்லவா? சூரியன் உருவான அதே சமயத்தில் திரண்ட பூமியின் உள்ளே கனல் இருக்க முடியும் தானே. அந்த வெப்பம் வெளிப்பட்டுப் பூமியை கூடுதல் வெப்பப் படுத்த முடியும் தானே.

அறிவியலில் ஊகம் மட்டும் போதாது; நிரூபணம் வேண்டும். எனவே கூடுதல் வெப்பம் தரைக்குள்ளிருந்து வந்து புவியை வெப்பமடையச் செய்கிறதா என ஆராய்ந்து பார்த்தார். அன்று பிரஞ்சு காலனி ஆதிக்கம் நடைபெற்று வந்திருந்த நாடுகளுக்கு எல்லாம் விஞ்ஞானிகளை அனுப்பினார். பூமியில் குழி ஏற்படுத்திப் பல்வேறு ஆழங்களில் உள்ள வெப்பநிலையை அளந்தார். மேலும் குளிர்காலம், வெயில்காலம் முதலிய காலங்களில் எல்லாம் புவிக்கு அடியில் உள்ள வெப்பநிலையை அளந்தார்.

தோண்டத் தோண்ட புவிக்கு அடியில் வெப்பம் உயர்ந்துகொண்டே இருந்தது. இவ்வாறு உயர்ந்துகொண்டே சென்றால் புவியின் மையத்தில் மீவெப்பநிலை இருக்க வேண்டும் என்பது உறுதியானது. ஆகவே புவியின் மையம் குழம்பு நிலையில் உள்ளது என்பதும் புரிந்தது. ஆயினும் புதிருக்குப் புதிர் சேர்ப்பது போல இந்த ஆய்வின் விடை அமைந்தது.

புவிக்கு மேலே தரையில் ஏற்படும் வெப்ப மாற்றம் பருவ காலந்தோறும் மாறுகிறது. கோடைகாலத்தில் நெருப்பாய் நிலம் தகிக்கிறது. குளிர்காலத்திலோ தரைபரப்பு குளிர்கிறது. தரையைத் தோண்டி பள்ளம் ஏற்படுத்தினால் குழிக்குள் கூடுதல் வெப்பம். அடியே தோண்டி செல்லச்செல்ல வெப்பம் உயர்ந்துகொண்டே செல்கிறது. ஆயினும் 12 முதல் 40 அடிவரை தோண்டிச் சென்றால் பூமியின் அடியே வெப்பநிலை எல்லா பருவகாலத்திலும் மாறாமல் அதே அளவு தான் இருந்தது.

பூமிக்குள்ளிருந்து வரும் வெப்பம் புவியின் சராசரி வெப்பநிலை உயர்வுக்குக் காரணமாக இருக்கமுடியாது என்பது தெளிவானது. மேலும் விண்வெளியில் ஒரு பொருள் தன்னுள்ளே இருந்து வரும் வெப்பத்தை வெளியிட்டபடி இருந்தால் வெப்ப இயக்க விதியின்படி தனது சுற்றுப்புற வெப்பநிலைக்குச் சமமாக காலப்போக்கில் ஆகிவிடும். விண்வெளியில் வெப்பநிலை மைன்ஸ் அளவுகள். உறைகுளிர்.

கண்ணாடி ஜன்னல்

பூமி எப்படி வெப்பமடைகிறது என்ற யோசனையில் ஆழ்ந்த ஃபூரியேவின் பார்வைக்கு ஸாசூர் (Horace de Saussure) எனும் சுவிஸ் நாட்டு விஞ்ஞானியின் ஆய்வுகள் வந்தன. புதிர் அவிழ்ந்தது.

ஒரு ஞாயிற்றுக்கிழமை தேவாலய வழிபாட்டுக்குச் சென்ற கலிலியோ அங்கே காற்றில் ஊசல் செய்யும் விளக்கை உற்றுநோக்கி பெண்டுலம் (ஊசல் கடிகாரம்) கண்டுபிடித்தார் என்பார்கள். அதுபோல 1767ஆம் ஆண்டில் எதோ ஒரு ஞாயிற்றுக்கிழமை தன் குதிரை வண்டியில் மனைவி மக்களோடு தேவாலயத்துக்குச் சென்ற ஸாசூர் திகைப்பான நிகழ்வு ஒன்றைக் காண நேரிட்டது.

Image result for Horace de Saussure

ஸாசூர்

பதினெட்டாம் நூற்றாண்டில் ஐரோப்பாவில் பரவலாகக் கண்ணாடியைப் பயன்படுத்தி வந்தனர். வெட்டு ஜன்னல்கள் முதல் குதிரை வண்டியின் ஜன்னல்வரை கண்ணாடி பொருத்தி மூடிவைத்தனர். அப்படி கண்ணாடி வேயப்பட்ட குதிரை வண்டியில்தான் தேவாலயத்துக்குச் சென்றார் ஸாசூர். தேவாலயத்துக்கு வெளியே வண்டியை நிறுத்தி வைத்து விட்டு வழிபாட்டுக்குச் சென்று திரும்பியவருக்கு வியப்பு. வெளியே குளிராக இருந்தபோதும் மூடிவைத்து சென்ற வண்டியின் உள்ளே இதமான சூடாக இருந்தது. எப்படி வண்டிக்குள்ளே வெப்பநிலை அதிகரித்தது என வியந்தார் ஸாசூர். கண்ணாடி ஜன்னல் கொண்ட அறைகளிலும் இதுபோலவே சற்றே இதமான சூடு ஏற்படுகிறது எனக் கண்டார்.

இதனைப் பரிசோதனை செய்து பார்க்க மரபெட்டியின் உள்ளாகா வெப்பமானியை வைத்து அதன் மீது கண்ணாடியைப் பொருத்தி வெயிலில் வைத்தால் பெட்டியின் உள்ளே வெப்பம் வெளிப்புறத்தைவிடக் கூடுகிறது எனக் கண்டார் ஸாசூர். பெட்டியின் உட்புறம் கருப்பு வண்ணம் தீட்டினர். கருப்பு நிறம் கொண்டு சூரியனின் சக்தியை முழுவதுமாக உறிஞ்சுவதுதான் அவரது லட்சியம். இந்தக் கண்ணாடிப் பெட்டியில் வெப்பமாணியை வைத்துப் பார்த்தபோது கண்ணாடி பெட்டிக்குள், வெளியில் இருந்ததைவிட வெப்பம் வெகுவாக உயர்ந்து இருந்தது. நீர் கொதிக்கும் +100 டிகிரி செல்சியஸ் அளவுகூட வெப்பம் உயர்ந்தது. இதுதான் முதல் முதல் சூரிய அடுப்பு; இந்த ஆய்வின் தொடர்ச்சியாகத் தான் காலப்போக்கில் சூரிய அடுப்புக்கள் உருவாயின.

பசுங்குடில்

குளிர் பிரதேசமான சுவிட்சர்லாந்து போன்ற ஐரோப்பிய நாடுகளில் காய்கறித் தோட்டங்களை வளர்க கண்ணாடி கொண்டு கூரை வேயப்பட்ட கூடங்கள் (அல்லது குடில்கள்) உருவாயின. குளிர்காலத்திலும் கண்ணாடி கூடத்தின் உள்ளே வெப்பநிலை உயர்ந்து காய்கறிச் செடிகள் வளர உதவிசெய்தது. சூரிய ஒளி கண்ணாடி வழி குடிலின் உள்ளே செல்லும். ஆனால் குடிலின் உள்ளே படிந்து அது உருவாக்கும் வெப்பக் கதிர் மற்றும் வெப்பக் காற்று கண்ணாடிவழி வெளிவர முடியாது. வெப்பக் கதிர்களால் கண்ணாடியை ஊடுருவ முடியாது. இவற்றைப் பசுங்குடில் என்றனர்.

ஸாசூரின் கண்ணாடிப் பெட்டி ஆய்வு குறித்து படித்த ஃபூரியேவுக்கு உள்மனதில் பொறி தட்டியது. வெளியே உள்ள வெப்பநிலையைவிடப் பசுங்குடிலின் உள்ளே எப்படி வெப்பம் கூடுதலாக உள்ளதோ அதே போலப் பூமியை சுற்றியுள்ள வளிமண்டலம் கண்ணாடி கூரைபோலச் செயல்படுகிறது; அதன் காரணமாகத் தான் பூமி தான் இருக்க வேண்டிய இயல்பு உறை குளிர்நிலையினைவிடக் கூடுதல் வெப்பநிலையில் உள்ளது என ஊகம் செய்தார் ஃபூரியே.

இதற்கிடையில் 1800ஆம் ஆண்டு வில்லியம் ஹெர்செல், இன்று நாம் அகச்சிவப்புக் கதிர் எனக்கூறும், கண்ணுக்குப் புலப்படாத கதிரைக் கண்டுபிடித்தார். அந்தக் காலத்தில் இதற்கு வெப்பக்கதிர்கள் என்று பெயரிட்டிருந்தனர். இரண்டு வகை வெப்பக்கதிர்கள் உள்ளன. ஒன்று ஒளிரும் தன்மை உடையது; இரண்டாவது ஒளிராத்தன்மை உடையது. ஒளிரும் தன்மையுடைய வெப்பக்கதிர் கண்ணாடியை ஊடுருவும். ஒளிராத் தன்மையுடைய வெப்பக்கதிர் கண்ணாடியை ஊடுருவாது என்றார் ஃபூரியே.

அதாவது சூரிய ஒளியுடன் உள்ளே செல்லும் பிரகாசமான ஒளியோடு வெப்ப ஒளி கண்ணாடியைக் கடந்துசெல்கிறது. மரபெட்டியில் பிரதிபலித்து மீண்டும் கண்ணாடிவழியே சூரிய ஒளி வெளிபடுகிறது. ஆனால் ஒளிரா வெப்ப ஒளி மட்டும் வெளிப்படுவதில்லை; உள்ளேயே சிறைபட்டு விடுகிறது. ஒளிரா வெப்ப ஒளி கண்ணாடியை ஊடுருவ முடியாது. எனவே தான் கண்ணாடி பெட்டிக்குள் வெப்பம் உயர்கிறது என்றார் ஃபூரியே.

இதன் தொடர்ச்சியாகக் கண்ணாடி மூடிப் பெட்டிக்குள் வெப்பத்தை உயர்த்துவது போல வாயு மண்டலத்தில் உள்ள ஏதோ ஒன்று புவியின் வெப்பத்தை உயர்த்துகிறது என ஊகம் செய்தார் ஃபூரியே. இவ்வாறு தான் புவியின் பசுங்குடில் வினை முதன்முதலில் ஊகம் செய்யப்பட்டது.

  1. காற்றில் எந்த வாயு வெப்பத்தை கூட்டுகிறது?

பூமியைப் போர்வை போலச் சூழ்ந்துள்ள வளிமண்டலம் உள்ளபடியே நைட்ரஜன், ஹைட்ரஜன், ஆக்ஸிஜன் முதலிய பற்பல வாயுக்களின் கலவை என்பதை நாம் அறிவோம். பற்பல வாயுக்களின் கலவையான நமது வளிமண்டலத்தில் உள்ள எந்த வாயு இந்தப் பணியைச் செய்கிறது? ஏது கண்ணாடியைப் போல ஒளிரா வெப்பக் கிரகணங்களைத் தடுத்து நிறுத்திப் பூமியைச் சூடுபடுதுகிறது? எல்லா வாயுக்களும் இதே பணியைச் செய்கின்றனவா?

Image result for John Tyndall

ஜான் டின்டால்

இந்தக் கேள்விகளுக்கு விடைதேடிப் புறப்பட்டார் ஜான் டின்டால் (John Tyndall) எனும் பிரிட்டிஷ் விஞ்ஞானி. ஒரு குடுவையில் பரிசோதனைக்கு எடுத்துகொண்ட வாயுவை அடைத்தார். அந்தக் குடுவையின் ஒருபுறத்திலிருந்து குறிப்பிட்ட அளவு வெப்பக் கதிரைப் பாய்ச்சினார். மறுபுறத்தில் குடுவையை ஊடுருவி வரும் வெப்பக் கதிரைச் சேகரித்து அளவீடு செய்தார். அனுப்பிய வெப்பக் கதிர் அளவிற்கும் மறுபக்கத்தை வந்தடைந்த கதிரின் அளவிற்கும் உள்ள வேறுபாடு அந்தக் குடுவையில் உள்ள வாயு எம்மாத்திரம் வெப்பத்தை உறிஞ்சிக் கொள்கிறது என்பதை வெளிபடுத்தும். இதுவே ஜான் டின்டாலின் ஆய்வு வடிவமைப்பு.

கடுகு சிறுத்தாலும் காரம் குறையாது

முதலில் வளிமண்டலத்தில் உள்ள அபிரிமிதமான வாயுவான நைட்ரஜனைக் குடுவையில் இட்டு சோதனை செய்தார். தோல்வி. வெப்பத்தை நைட்ரஜன் கொஞ்சம்கூட உறிஞ்சவில்லை. அடுத்ததாக, அடுத்த அபிரிமிதமான வாயு ஆக்ஸிஜனை இட்டு சோதித்தார். இது போல ஹைட்ரஜன், என பற்பல வாயுக்களை இட்டு சோதனை செய்து பார்த்துவிட்டார். எதுவும் வெப்ப கதிர்களை உறிஞ்சவில்லை. காற்றில் அன்று அறியப்பட்ட முக்கிய வாயு எதுவும் கணிசமான அளவு வெப்பத்தை உரிஞ்சவில்லை.

வளிமண்டல காற்றில் உள்ள வாயுக்கள் எதுவும் கைகூடாத நிலையில் கையில் கிடைத்த வாயுக்களை எல்லாம் சோதனை செய்து பார்த்தார் டின்டால். பலநாள் திருடன் ஒருநாள் அகப்படுவான் என்பதுபோல சிக்கியது களவாளி.

பற்பல வாயுக்களை அடைத்துச் சோதனை செய்தபோது முதலில் சிக்கிய வாயு நீராவி. நீராவியைக் குடுவையில் இட்டு வெப்பக் கதிரை அதன் ஊடே பாய்ச்சினால் வெகுவாக வெப்பம் தடைபட்டது புலப்பட்டது. கார்பன்டை ஆக்ஸ்சைடு வாயுவும் வெப்பத்தைத் தடுக்க வல்லது என்பது புலனாகியது. இதில் வியப்பு என்னவென்றால் வளிமண்டலத்தில் கார்பனின் அளவு வெகுசொற்பமே ஆகும். வெறும் 0.03 சதவீதம் மட்டுமே. கடுகு சிறுத்தாலும் காரம் குறையாது என்பது போல வளிமண்டலத்தில் சொற்ப அளவே இருந்தாலும் நீராவி, கார்பன் போன்ற பசுங்குடில் வாயுக்கள்தாம் புவியின் சராசரி வெப்பத்தை 33 டிகிரி செல்சியஸ் நிலைக்கு உயர்த்தி வாயுவினை உயிர் வாழ்க்கைக்கு உகந்த மித வெப்பநிலையை ஏற்படுத்துகிறது என்பது இந்த ஆய்வின் வழி புலனாகியது.

பசுங்குடில் விளைவின் இயற்பியல்

கார்பன் அல்லது கார்பன் சேர்ந்த மூலக்கூறுகள் எப்படி பசுங்குடில் விளைவைத் தோற்றுவிக்கின்றன? இந்த அடிப்படை இயற்பியலை சற்றே விளங்கிக் கொள்வோம்.

சூரியனிலிருந்து ஆற்றல் பல வடிவில் வருகிறது. கானுறு ஒளி, எக்ஸ் கதிர்கள், காமா கதிர், புற ஊதாக் கதிர், ரேடியோ அலைகள் என பல்வேறு வடிவில் வெளிபடுகிறது. இவை அனைத்தும் புவியின் உச்சியை வந்தடைகிறது. இவற்றுள் ஒளி மற்றும் ரேடியோ அலைகள் தவிர ஏனைய கதிர்கள் உயிரிகளுக்கு ஆபத்து தருபவை. ஒளி மட்டுமே, அதாவது சூரிய ஒளி மற்றும் ஆபத்து இல்லாத ரேடியோ அலைகள் முதலிய மட்டுமே பூமிப் பந்துக்கு வந்து தரையைத் தொடுகின்றன. ஏனைய ஆபத்தான கதிர்களைப் பெருமளவிற்குப் புவியின் மேல உள்ள மேற்புற வளிமண்டல அடுக்குகள் தடுத்துவிடும். அயனி மண்டலம், ஓசோன் படலம் முதலிய இந்தக் கதிர்களைத் தடுக்கும் திறன் கொண்டவை. ஆபத்தான எக்ஸ் கதிர்கள், புற ஊதாக் கதிர், காமா கதிர்கள் முதலியன இவ்வாறு தடைபட்டுவிடுகின்றன.

சூரிய கானுறு ஒளி (visible light) தரையைத் தொட்டதும் அதில் ஒருபகுதி பிரதிபலித்து விண்வெளிக்குத் திரும்பும். மறுபகுதியை புவியின் தரைப் பகுதி உறிஞ்சிக் கொள்ளும். உறிஞ்சிய ஆற்றல் காரணமாக புவியின் தரை வெப்பமாகும். வெப்பமடைந்த புவியின் தரை அகச்சிவப்புக் கதிரை (Infra-red ray) வெளிபடுத்தும். சுருங்கச் சொன்னால், புவியை வந்தடையும் கானுறு ஒளியில் ஒருபகுதி ஒளியாக விண்வெளிக்கே பிரதிபலிக்கப் பட்டுவிடும். மறுபகுதி கானுறு ஒளியிலிருந்து அகச்சிவப்புக் கதிர் என மாற்றம் கொண்டுவிடும்.

கொதிக்கும் பாத்திரத்திலிருந்து பரவும் அனல், கொதிக்கும் நிலத்திலிருந்து பரவும் வெக்கை முதலிய அகசிவப்புக் கதிர் பரவுதலே ஆகும். வெப்பமுள்ள எல்லா பொருளும் அகச்சிவப்புக் கதிரை வெளிபடுத்தும்.

அகச்சிவப்புக் கதிரும் கார்பன்டை ஆக்சைடும்

வளிமண்டலத்தில் உள்ள கார்பன்டை ஆக்ஸ்சைடு ஒளி ஊடுருவும் பொருள். அதாவது அதன் ஊடே ஒளி தங்கு தடையின்றி பாய முடியும். ஆனால் அதே கார்பன்டை ஆக்ஸ்சைடு அகச்சிவப்புக் கதிரை கடத்தாது, பாயவிடாது. வேறு வார்த்தையில் கூறினால் கார்பன்டை ஆக்ஸ்சைடு அகச்சிவப்புக் கதிர் புகா பொருள்.

கார்பன்டை ஆக்ஸ்சைடு மீது அகச் சிவப்பு கதிர் வந்துமோதினால் அந்த மூலக்கூறு அகச்சிவப்புக் கதிரை உள்ளுக்குள் உறிஞ்சிக் கொள்ளும். உறிஞ்சிய ஆற்றலை மறுபடி எதாவது ஒரு திசையில் அகச்சிவப்புக் கதிராக உமிழும். இவ்வாறு தான் புவியின் தரையிலிருந்து வெளிப்படும் அகச்சிவப்புக் கதிரையும் வளிமண்டலத்தில் உள்ள கார்பன்டை ஆக்ஸ்சைடு உள்வாங்கி உறிஞ்சிக் கொள்ளும். இவ்வாறு ஆற்றலை விழுங்கிய அந்த கார்பன் அணு துடிப்பு நிலையில் இருக்கும் (excited state). தனது இயல்புநிலைக்குத் திரும்ப அந்த அணு மறுபடி அகச்சிவப்புக் கதிரைத் துப்பும். இவ்வாறு துப்பப்படும் கதிர் அந்த அணுவின் நாலா பக்கமும் துப்பப்படலாம் அல்லவா. ஒரு அணு மறுபடி புவிக்கு மேல் திசையில் துப்பினால், வேறு ஒரு அணு கிழ் நோக்கி துப்பலாம்; ஒரு அணு இடது பக்கம் துப்பினால் வேறொன்று வலது பக்கம் துப்பலாம். இவ்வாறு ஒவ்வொரு அணுவும் ஒவ்வொரு திசையில் துப்பும்போது அதில் ஒரு பங்கு விண்வெளி நோக்கி செல்லும். ஆனால் அதில் குறிப்பிட்ட பங்கு மறுபடி கிழ்நோக்கி பூமியின் திசையில் திருப்பப்படும். புவியிலிருந்து பிரதிபலிக்கப் படும் கானுறு ஒளி தடைபடாமல் விண்வெளிக்குச் சென்றுவிட, புவியிலிருந்து வெளிப்படும் அகச்சிவப்புக் கதிரில் மட்டும் ஒருபகுதி தடைபட்டு மறுபடி புவிக்கே திரும்புகிறது. அதாவது கீழ்நோக்கிப் பாயும் அகச்சிவப்புக் கதிர் ஒருவகையில் வளிமண்டல கார்பன்டை ஆக்ஸ்சைடு காரணமாக சிறைபடுகிறது என்பதாகும். இவ்வாறு வெப்பத்தை உருவாக்கும் குணம் கொண்ட அகச்சிவப்புக் கதிர் வளிமண்டலத்தில் சிறைபடுவதால், புவியின் தரை நோக்கி திசை திருப்பபடுவதால் புவி கூடுதல் வெப்பமடைகிறது. போர்த்திய போர்வைக்குள் வெப்பம் அதிகரிப்பது போலத் தான் இது.

பசுங்குடில் விளைவு

கார்பன் போன்ற பொருள்களின் விளைவாகப் புவியின் வளிமண்டலத்தில் நிகழும் வினைக்குப் பசுங்குடில் விளைவு (greenhouse effect) எனப் பெயரிட்டு அழைத்தாலும் பசுங்குடில் வெப்பம் அடையும் இயற்பியலும் பூமி சூடாகும் இயற்பியலும் ஒன்றல்ல. கண்ணாடி வழியே உள்ளே செல்லும் சூரிய ஒளி தரையில் பட்டுச் சிறிதளவு அகச்சிவப்புக் கதிராக வெளிப்படும். இந்த அகச்சிவப்புக் கதிர் பசுங்குடிலுக்கு உள்ளே காற்றைச் சூடு படுத்தும். வெப்பக் காற்று வெளியேறாமல் கண்ணாடி தடுப்பு செய்கிறது. சூடாகிய காற்று வெளியே சென்றுவிடாமல் குடிலுக்குள் அடைபடுவதன் காரணமே பசுங்குடில் குடிலுக்குள் வெப்பம் கூடுதலாக அமையக் காரணம். ஆனால் பூமியின் வளிமண்டலம் அகச்சிவப்புக் கதிரை உறிஞ்சி கிழ்நோக்கித் துப்புவதன் தொடர்ச்சியாகப் புவியின் வெப்பம் கூடுகிறது.

எவையெல்லாம் பசுங்குடில் வாயுக்கள்?

காலநிலை மாற்றத்தை ஒட்டிக் கார்பன் மாசு குறித்து மட்டுமே நாம் பொதுவே கவனத்தில் கொண்டாலும் உள்ளபடியே கார்பன்டை ஆக்ஸ்சைடு தவிர வேறுபல வாயுக்களும் புவி வெப்பமடைதலை தூண்டும். பூமியில் வெப்பநிலையை உயர்த்தி செய்திடும் திறன் உள்ள வாயுக்களை பசுங்குடில் வாயுக்கள் என்பார். இவற்றைக் கடந்து கானுறு ஒளி செல்லும். ஆனால் இவை அகச்சிவப்புக் கதிர்களை உறிஞ்சி நாற்புரமும் சிதறடிக்கும் திறன் வாய்ந்தவை. எனவே இந்த வாயுக்கள் மிகும்போது புவியின் தரை வெப்பநிலை உயரும். கார்பன்டை ஆக்ஸைடு, மீத்தேன் மற்றும் குளோரோ ப்ளுரோ கார்பன் முதலிய பசுங்குடில் வாயுக்களில் முக்கியமானவை. உள்ளபடியே வளிமண்டல நீராவியும்கூட பசுங்குடில் விளைவை ஏற்படுத்தும் திறன் உடையது. எனவே இதமான புவியின் பசுங்குடில் விளைவுக்கு நீராவி முக்கியக் காரணம்.

புவியின் இயல்பான பசுங்குடில் விளைவும் புவியின் காலநிலை மாற்றம் அடையும் அளவுக்குப் புவி வெப்பமடைவதும் ஒன்றல்ல. இயல்பு பசுங்குடில் விளைவு இல்லை என்றால் புவி உயிர்வாழ்கைக்கு உகந்ததாக இருக்காது. வெறும் பனிக்கிரகமாக தான் இருக்கும். ஆனால் அளவுக்கு மிஞ்சி வளிமண்டலத்தில் பசுங்குடில் வாயுக்களின் அளவு கூடினால் தாறுமாறாகப் புவியின் வெப்பம் உயர்ந்து காலநிலையை மாற்றிப் புவியின் உயிரிகளுக்கு அச்சுறுத்தலாக மாறிவிடும்.

வளிமண்டலத்தில் ஈரப்பதம், அதாவது நீராவி அளவு குறிப்பிட்ட அளவைவிட அதிகமாக இருக்க முடியாது. பூமியின் வெப்பநிலை குறிபிட்ட அளவு இருந்தால், அதற்கு ஒத்த அளவில் தான் வளிமண்டலத்தில் நீராவி இருக்கமுடியும். ஆனால் கார்பன்டை ஆக்ஸைடு அளவு கூடவோ குறையவோ முடியும். மேலும் உயர் வளிமண்டல அடுக்குகளில் நீராவி இருக்காது. எனவே நீராவியை, காலநிலை மாற்ற நிகழ்வுடன் பொதுவே நாம் பொருள் படுத்துவதில்லை.

முக்கியப் பசுங்குடில் வாயுக்கள் மூன்று

CO2 — Carbon dioxide (கார்பன்டை ஆக்ஸைடு): இதுவே முக்கியப் பசுங்குடில் வாயு எனக் கருதப்படுகிறது. நிலக்கரி முதலிய புதை எரிபொருள்களைப் பயன்படுத்துவதால் இதன் பங்கு வளிமண்டலத்தில் கடந்த காலங்களில் கூடியுள்ளது. பசுங்குடில் வாயுக்களில் இதுவே முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது. தொழில் செயல்பாடு தவிர சில சமயம் இயற்கை நிகழ்வுகள் – எரிமலை வெடித்தல் முதலிய – காரணமாகவும் வளிமண்டலத்தில் இதன் பங்கு கூடலாம். மரங்கள் கார்பன்டை ஆக்ஸைடை உறிஞ்சி தம்முள் கொள்கிறது. மரத்தின் முக்கிய இடுபொருள் கார்பன்தான். எனவே மரங்கள் அதிகமாகும்போது வளிமண்டல கார்பன்டை ஆக்ஸைடு அளவு குறையும். அதுபோல காடுகள் அழிக்கப் பட்டு எரிக்கபடும்போது வளிமண்டல கார்பன்டை ஆக்ஸைடு அளவு கூடும்.

CH4 – Methane (மீத்தேன்) இயற்கை எரிவாயு: தேங்கிய நீரில் செய்யப்படும் நெற்பயிர் முதல், ஆடு மாடு முதலிய கால்நடைகள் வரை பற்பல உயிரிகள் மீத்தேனை வெளி உமிழ்கின்றன. இவற்றின் கழிவுகளில் இருந்தது மீத்தேன் வெளியேறுகிறது. மரங்கள் எரிக்கப்படுவது முதல் சில குறிப்பிட்ட மனிதச் செயல்கள் மீத்தேனை வெளி உமிழ்ந்தாலும் பொதுவே இவற்றின் அளவு உயிரிகள் கழிவுகள் வழி உமிழும் அளவைக் காட்டிலும் சொற்பமே. எனவே புவிவெப்பமாதலைத் தடுக்க இந்தப் பொருளைக் கட்டுபடுத்துவது, மட்டுபடுதுவது என்பது சுலபமல்ல.

CFC – Chlorofluorocarbons – குளோரோ ப்ளுரோ கார்பன்: நாம் பயன்படுத்தக்கூடிய குளிர் சாதன/பதனப் பெட்டிகளில் பயன்படும் ஒருவிதமான வாயு தான் குளோரோ ப்ளுரோ கார்பன். இது தான் ஓசோன் படலத்தை அழிப்பதில் முக்கியப் பங்கு வகிக்கிறது. சுருக்கமாக இதன் வீரியத்தைப் பற்றி சொல்வதானால் CO2 காற்றில் 10 வருடம் வரை அழியாமல் இருக்கும் தன்மையுடையது என்றால், CFC 110 வருடம் வரை தனது அழிவு வேலையைச் செய்யும் ஆற்றல் பெற்றது. குளோரோ ப்ளுரோ கார்பன் பயன்பாட்டினை எளிதில் குறைக்கலாம். இதற்கான நடவடிக்கைகளை உலக நாடுகள் எடுத்துவருகின்றன. இப்போது பெருமளவுக்கு இதன் தயாரிப்பும் பயன்பாடும் ஒழிந்துவிட்டன.

Image result for greenhouse gases

  1. அளவுக்கு மிஞ்சினால்

அளவுக்கு மிஞ்சினால் அமிர்தமும் நஞ்சு என்பார்கள். அதுபோல உயிர் செழிப்பதற்கு இசைவான வெப்ப நிலையை ஏற்படுத்தும் கார்பன் டை ஆக்ஸ்சைடு செறிவு வளிமண்டலத்தில் கூடினால் அதுவே ஆபத்தை விளைவிக்கும்; புவி வெப்பமடைதல் போக்கிற்கு இட்டுச் செல்லும். வளிமண்டலத்தில் கட்டுக்குள் கார்பன்டை ஆக்ஸ்சைடு அளவு அமைந்து பசுங்குடில் விளைவு நல்லது; புவி வெப்பமடைதல் தீயது.

பத்தொன்பதாம் நூற்றாண்டில் விஞ்ஞானிகள் கார்பன் தான் வளிமண்டலத்தில் மிகுதியாக நீரவிக்கு அடுத்தபடியாக பசுங்குடில் விளைவைத் தோற்றுவிக்கிறது என அறிந்தனர். இதே பத்தொன்பதாம் நூற்றாண்டில் தான் ஐரோப்பாவில் தொழிற்புரட்சி ஏற்பட்டது. நூல் நூற்க, துணி நெசவு செய்ய, ரயில் போன்ற போக்குவரத்து சாதனங்கள் செய்ய என பெரிய பெரிய தொழிற்சாலைகள் ஏற்பட்டன. இவை இயங்க ஆற்றலை நிலக்கரியை எரித்துப் பெறும் போக்கு துவங்கியது. இதற்காக ஐரோப்பாவில் பல்வேறு இடங்களில் நிலக்கரிச் சுரங்கங்கள் தோண்டப்பட்டு நிலகரி வெட்டி எடுக்கப்பட்டது. நிலக்கரி எரித்து வெளியிடும் புகையில் கார்பன் டை ஆக்ஸ்சைடு செறிவு அதிகம். எனவே நமது வளிமண்டலத்தில் புதிதாக கார்பன் டை ஆக்ஸ்சைடு சென்று குவிகிறது. அன்று பலரும் வளிமண்டலம் இவ்வாறு மாசு படுவது கண்டு அவ்வளவாகக் கவலை கொள்ளவில்லை. கடலில் கலந்த பெருங்காயம் போல தொழிற்சாலைகள் வெளிபடுத்தும் கார்பன் டை ஆக்ஸ்சைடு சொற்பம் தானே என இருந்துவிட்டனர். கடலில் கலந்த பெருங்காயம் என்றாவது கடலின் மணத்தை மாற்றிவிடுமா என்ன என கவலை கொள்ளவில்லை.

முதல் விழிப்பு

அரேனியஸ் (Arrhenius) எனும் சுவிஸ் நாட்டு விஞ்ஞானி, தொழிற்சாலைகளால் ஆண்டுதோறும் வெளிப்படும் கார்பன் டை ஆக்ஸ்சைடு வளிமண்டலத்தில் இருக்கும் கார்பன் டை ஆக்ஸ்சைடு உடன் சேரும்போது செறிவு சிறிது சிறிதாக அதிகரிக்கும் என்றார். சிறுதுளி பெருவெள்ளம் என்ற நியாயம் கார்பனுக்கு பொருந்தும் என்றார். வளிமண்டலத்தில் கார்பன் அளவு சொற்பம். எனவே சிறிதளவு கூடுதல் ஆனாலே கார்பன் பங்கு கணிசமகும் எனக் கண்டார். இவ்வாறு அதிகரிக்கும் சிறிதளவு கார்பன் டை ஆக்ஸ்சைடு செறிவு கூட பசுங்குடில் விளைவைத் தீவிரப்படுத்தும் எனவும் எச்சரித்தார். தொழிற்சாலைகளின் வழி வெளிப்படும் மாசு மெல்ல மெல்ல புவியின் சராசரி வெப்பநிலையை உயர்த்தும் எனவும் அவர் கூறினார்.

Image result for Arrhenius

அரேனியஸ்

பசுங்குடில் விளைவு என்ற இயற்கைப் போக்கிற்கு மாற்றாக புவிவெப்பமாதல் எனும் செயற்கைப் போக்கு உருவாகும் வாய்ப்பு உள்ளது என நமக்கு முதலில் காட்டியவர் அரேனியஸ் தான். அந்தக் காலத்தில் அவர் இவ்வாறு வளிமண்டல கார்பன் செறிவு உயர்வது குறித்து அவ்வளவு கவலை கொள்ளவில்லை. அரேனியஸின் குறிகேட்டு உள்ளபடியே குளிர்பிரதேசமான ஐரோப்பா வெப்பமடைந்து மிதவெப்பநிலையை அடையும் என்று தான் பலரும் மகிழ்ச்சி கொண்டிருந்தார்.

ஆயினும், உலகம் முழுவதும் நவீன தொழில்முறை பரவியதும் கார்பன் செறிவு உயரும் விகிதம் வெகுவாக உயர்ந்தது. நவீன உற்பத்திமுறை தீவிரமடைந்தது ஆண்டுதோறும் வெளிப்படும் செயற்கை கார்பன் அளவு கூடியது. இவ்வாறு மெல்ல மெல்ல இருபதாம் நூற்றாண்டின் இறுதி கட்டத்தில் உலகளாவிய பிரச்சனையாகப் புவிவெப்பமாதல் மாறிவிட்டது.

காலநிலை ஆய்வுகளின் துவக்கம்

கடலில் பெருங்கயத்தை கரைத்து கடலின் தன்மையை மாற்றிவிட முடியுமா என்ன? இவ்வளவு பெரிய உலகத்தில் எங்கோ ஒரு மூலையில் சிறிதளவு மாற்றம் செய்தால் அது உலகத்தை முழுவதும் பாதகம் செய்துவிடுமா என்ன? இப்படிக் கருதி வளாவிருந்தவர்களை உசுப்பி எழுப்பியது 1950களில் மிகைல் புடைகோ (Mikhail Budyko -1920–2001) தலைமையில் சோவியத் விஞ்ஞானிகள் மேற்கொண்ட ஆய்வுகள்.

பிள்ளையார் பிடிக்க குரங்காக முடிந்த கதை என்பது போலச் சைபீரிய நதிகளைச் சோவியத் யூனியனின் வறண்ட நிலங்கள் நோக்கித் திருப்பிப் பாலைவனங்களைச் சோலைகளாக மாற்றும் நோக்கில் தான் மிகைல் புடைகோ தமது ஆய்வுகளைத் தொடங்கினார். ஆர்க்டிக் பனிப் பகுதியை உருக்கி வெப்பமடையச் செய்தால் என்னவாகும், மலைகளை அகற்றி நதிகளைத் திருப்பிவிட்டால் அதன் தொடர்ச்சியாக ஏற்படும் மாற்றங்கள் என்னாவாக இருக்கும் இவையெல்லாம் ஆய்வுக்கேள்வியாக எடுத்துக்கொண்டு ஆராய்ச்சியைத் துவங்கினார்கள்.

பூமிக்கு ஆற்றல் தருவது சூரியன்தான். எனவே சூரியனிலிருந்து பூமியை வந்தடையும் ஆற்றல் எந்தெந்த வகையில் பங்கீடு செய்யப்பட்டு மேகம் உருவாவது முதல் பூமியின் பசுங்குடில் விளைவுவரை ஏற்படுத்துகிறது என மதிப்பீடு செய்தார் புடைகோ. இந்தச் சமன்பாடுகள் ஆற்றல் பாதீடு (energy budget) என்றழைக்கப்படுகிறது. 1956இல் புவியின் தரைபரப்பு ஆற்றல் பாதீடு (Heat Balance of the Earth’s Surface) என்ற நூலை எழுதினர் புடைகோ. இந்த நூலைத் தொடர்ந்து அதுவரை பெரும்பாலும் பண்பு வகை சார்ந்த ஆய்வாக (qualitative) புவியின் காலநிலை ஆய்வுகளை அளவைக்குரிய (quantitative) ஆய்வாக மாற்றியது புடைகோவின் முன்னோடி ஆய்வுகள்.

நான்கே நான்கு கணிதவியல் சூத்திரங்களைக் கொண்டு எளிமை வடிவில் பூமியின் காலநிலையைக் கணிதம் செய்தார் புடைகோ. பனிப் பிரதேசங்கள் மேகம் முதலிய சூரிய ஆற்றலைப் பிரதிபலித்து வெளியேற்றிவிடுகின்றன. வளிமண்ட கார்பன் போன்றவை உறிஞ்சி தக்கவைத்து பூமியின் சராசரி வெப்பத்தைக் கூட்டுகிறது. பனிப் பிரதேசங்களின் பிரதிபலிப்பு மற்றும் வெப்பநிலையில் ஏற்படும் மாறுதல்கள் தொடர்ச்சியாக பூமி பல்வேறு காலநிலை நிலைகளில் அமையமுடியும் என அவரது கணிதவியல் சூத்திரம் சுட்டிக்காட்டியது.

சூரிய ஒளியும் பூமியின் காலநிலையும்

நிலத்தைவிட பனியின் அல்பீடோ அதாவது எதிரொளித் திறன் அதிகம். எனவே பூமியின் மேலே எந்தளவு பனிப் படர்வு இருக்கிறதோ அதைப் பொருத்து பூமியின் வாங்கொளி விகிதம், அதாவது ஒளி திருப்பும் திறன் அமையும். எவ்வளவு சூரிய ஒளி திருப்புகிறது என்பதைப் பொறுத்து பூமியின் காலநிலை அமையும். எனவே சைபீரியாவின் வெப்பத்தைக் கூட்டி பனிப் படர்வை அகற்றினால் விண்வெளிக்கு பிரதிபலித்துத் திரும்பச் செல்லும் ஒளியின் ஆற்றல் குறையும். அதன் காரணமாக மேலும் கூடுதல் அளவு பூமி வெப்பம் அடையும். இந்தப் போக்கு தொடர்ந்தால் பனிப் பிரதேசங்கள் இல்லாத சூடான பூமியாக மாறிவிடும். அதே போல மேகங்கள்கூடி, அல்லது உயர் வளிமண்டல தூசு அளவு கூடினால் உயர் வளிமண்டலமே கூடுதல் சூரிய ஆற்றலை விண்வெளிக்குத் திருப்பிவிடும். எனவே தரைபரப்பு குளிர்ந்து கூடுதல் துருவப்பகுதிகள் பனி படர்ந்து மேலும் மேலும் பூமி குளிர்ந்து பனி படர்ந்த கிரகமாக மாறிவிடும் எனக்கண்டார். பூமியின் வரலாற்றில் கண்டங்கள் போன்ற நிலப்பரப்பின் நிலைகள் மாறி மாறி அமைகிறது. சுமார் 80 லட்சம் ஆண்டுகளுக்கு முன்பு இந்திய உபகண்ட நிலப்பரப்பு தற்போது மடகாஸ்கர் இருக்கும் நிலைக்கு அருகே இருந்தது.

இவ்வாறு புவியில் நிலப்பரப்புகளின் நிலை, பனிப் படர்வு போன்ற பல அம்சங்கள் புவியின் காலநிலையைத் தீர்மானம் செய்கிறது என அறிந்துக் கொண்டனர்.

கணிதசூத்திரம் செய்துவிட்டால் மட்டும் போதாது. அறிவியல் என்றால் அந்த கணிதசூத்திரம் சுட்டுவது போலதான் நடப்பும் இருக்கும் என்பதை நடைமுறை நிரூபணம் செய்யவேண்டும். இந்த வேதிபொருளை அந்த வேதிப்பொருளோடு கலந்தால் என்ன வினை ஏற்படும் என்பதை வேதிஆய்வு கூடத்தில் சோதனைக்குழியில் புவியில் பெரும் மாற்றத்தை ஏற்படுத்தி அதன் விளைவு என்னவாகும் என செய்முறை ஆய்வுகளை மேற் கொள்ளமுடியாது. எனவே புவியின் முற்கால காலநிலை எப்படி இருந்தது, எங்கெல்லாம் பனி படர்ந்திருந்தது எப்போது பனிப் படர்வு குறைந்து இருந்தது, அந்தந்த காலங்களில் வளிமண்டல கார்பன் அளவு போன்றவை எப்படி இருந்தன, அந்தச் சமயத்தில் பூமியின் சராசரி வெப்பநிலை எப்படி இருந்தது என வரலாற்றுக் காலநிலையியல் (historical climatology) ஆய்வுகளைத் துவக்கினர் புடைகோ.

இதன் தொடச்சியாக அண்டார்க்டிகாவில் ஆய்வு நிலையத்தை ஏற்படுத்திப் பல மீட்டர் ஆழத்தில் பல லட்சம் ஆண்டுகள் முன்னர் படிந்த பனிப்பொழிவு மாதிரிகளை எடுத்து முற்காலத்தில் இருந்த காலநிலை குறித்து ஆராய்ச்சி செய்யும் வாஸ்டாக் ஆய்வு மையத்தைச் சோவியத் ஒன்றியம் நிறுவியது. முற்காலத்தில் பூமியின் காலநிலை தற்போது இருப்பது போல இருக்கவில்லை என வரலாற்று காலநிலையியல் ஆய்வுகள் உறுதிசெய்தன. பூமியின் வரலாற்றில் பெரும்பான்மையான காலம் பனிசூழ்ந்த கிரகமாகத் தான் இருந்தது எனவும் பனியுகங்களின் (glacial) இடையிடையே பனி விலகிய இடைப்பனிக்காலம் (interglacial) ஏற்படும்போது தான் பூமியின் வெப்பம் உயர்ந்தது எனவும் இந்த ஆய்வுகள் சுட்டிக்காட்டின.

காலநிலை மாறுகிறது

ஆர்க்டிக் பிரதேச பனி அளவு மற்றும் பூமியின் சராசரி வெப்பநிலையை நூறு ஆண்டுகளுக்கு மதிப்பீடு செய்து 1972இல் மற்றொரு முக்கிய ஆய்வை வெளியிட்டார் புடைகோ. ஆயிரத்தில் ஒரு பங்கு சூரிய ஆற்றல் கூடுதலாக பூமியில் தங்கிவிட்டால் போதும் பனி பிரதேசங்கள் முற்றிலும் கரைந்துவிடும் என கண்டுபிடித்தார். தற்போது இருக்கும் கார்பன்டை ஆக்ஸைடு அளவு ஐம்பது சதம் கூடினால் துருவ பனிபிரதேசம் அழிந்துவிடும்; ஐம்பது சதம் குறைந்தால் பூமி முழுவதும் பனி படர்ந்த பிரதேசமாக மாறிவிடும். அவரது கணித மாதிரிகளைக் கொண்டு 1970–2019 ஆண்டுகாலத்தில் ஆர்க்டிக் பனியளவு பாதியாக குறையும் எனவும் பூமியின் வெப்பம் சுமார் 1 டிகிரி செல்சியஸ் உயரும் எனவும் முன்கணிப்பு செய்தார். உள்ளபடியே 2019இல் ஆர்க்டிக் பனி பிரதேசம் 46% சிறுத்துவிட்டது; புவியின் வெப்பம் சுமார் 0.98 டிகிரி செல்சியஸ் உயர்ந்துவிட்டது.

இவரது ஆய்வுகள் சர்வதேச அளவில் முதலில் புறக்கணிக்கப்பட்டன. பின்னர் உலகெங்கும் நடத்தப்பட்ட ஆய்வுகள் இவரது முடிவுகளை உறுதி செய்தன. இதன் தொடர்ச்சியாக காலநிலை ஆய்வில் ஈடுபடும் சர்வதேச விஞ்ஞானிகள் அனைவரும் ஒன்றிணைந்து 1990இல் காலநிலை மாற்றத்துக்கான பன்னாட்டு அரசுக்குழு (IPCC) என்ற அமைப்பை உருவாக்கினர். இதன் முதல் அறிக்கை தயார் செய்வதில் புடைகோ முக்கியப் பங்காற்றினார்.

பூமியின் ஆற்றல் பாதீடு

இன்று செயற்கைக்கோள்களைக் கொண்டு மேலும் துல்லியமாகப் பூமியின் ஆற்றல் பாதீடு கணக்கிட முடியும். சமீபத்தில் மேற்கொண்ட ஆய்வில் 2000க்கும் 2010க்கும் இடையில் பத்தாண்டுகளில் செயற்கைக்கோள் மற்றும் புவியில் மேலே உள்ள அளவைக் கருவிகள் கொண்டு ஆய்வுசெய்து பார்த்தபோது ஒருசதுர மீட்டர் பூமியின் மீது சராசரியாக 340.2 W ஆற்றல் படிகிறது. இதில் 99.9 சதவீதம் மேகம் பனி உயர் வளிமண்டலம் தரைபரப்பு முதலிய பிரதிபலித்து விண்வெளிக்குத் திருப்பி அனுப்பிவிடுகிறது. மீதம் பூமியின் தரை உறிஞ்சி அகச்சிவப்புக் கதிராக உமிழ்கிறது. இந்த அகச்சிவப்புக் கதிர்களில் 239.7 W விண்வெளிக்குச் சென்றுவிடுகிறது, ஆக மொத்தம் சுமார் சதுர மீட்டருக்கு 0.6 W ஆற்றல் பூமியில் தங்கிவிடுகிறது (340.2 − 239.7 − 99.9 = 0.6Wm–2). இந்த ஆற்றல் தான் காற்று வீசவும் நீர் ஆவியாகி மேலே உயர்ந்து மேகமாக மாறவும் என பல்வேறு பூமியின் இயக்கத்துக்குக் காரணமாக இருக்கிறது.

  1. ஆந்த்ரோபோசீன் சகாப்தம்

Image result for anthropoceneஇதுவரை மனிதன் வாழ்ந்துவந்த நிலவியல் சகாப்தம் (geological epoch) முடிவுக்கு வந்துள்ளது என 2016 ஆகஸ்ட் 29 அன்று தென்னாப்பிரிக்காவில் நடந்த சர்வதேச நிலவியல் மாநாட்டில் பிரகடனப்படுத்தப்பட்டது. கடந்த 12,000 ஆண்டுகள் நீண்டு அமைந்த ஹாலோசீன் சகாப்தம் (Holocene epoch) முடிவுக்கு வந்துள்ளது என்றும் கடந்த 1950களில் ஆந்த்ரோபோசீன் சகாப்தம் (Anthropocene epoch) என்னும் புதிய சகாப்தம் துவங்கியுள்ளது என்றும் விஞ்ஞானிகள் அறிவித்தனர். விவசாயப் புரட்சி, நதிக்கரை நாகரிகங்கள், பண்டைய பேரரசுகள், மனிதனின் வரலாற்றுக் காலகட்டங்கள் ஆகியற்றை உள்ளடக்கிய ஹாலோசீன் சகாப்தத்தின் முடிவு எந்த அச்சு ஊடகத்திலோ மின்னூடகத்திலோ பரபரப்பான செய்தியாகவில்லை என்றாலும் பூமியில் மனிதனின் எதிர்காலம் குறித்த அச்சம் உறுதியாகியுள்ளது.

‘ஆந்த்ரோபோ’ என்றால் மனிதன். ‘ஆந்த்ரோபோசீன்’ என்ற சொல் இந்தப் புவியில் மனிதனின் தாக்கம், இயல்பான நிலவியல் (geological) தாக்கத்தைவிடக் கூடுதலாக அமையும் காலம் என்பதைக் குறிக்கிறது. அணுகுண்டு வெடிப்பு முதல் பல்வேறு சூழல் மாசுகளை ஏற்படுத்தி உலகளாவிய பெரும் மாற்றத்தை ஏற்படுத்திய 1950களில் இந்த ஆந்த்ரோபோசீன் சகாப்தம் தொடங்குகிறது என்றும், மூன்று பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன்னால் தோன்றிய சைனோபாக்டீரியா (Cyanobacteria) எனும் ஒளிச்சேர்க்கைவழித் தன் உணவைத் தயாரித்துக் கொள்ளும் முதன்முதல் உயிரி பரிணாமம் பெற்றுப் பல்கிப் பெருகி, புவியின் வளிமண்டலத்தைப் புரட்டிப்போட்டது போல, கடந்த எழுபது ஆண்டுகளில் மனிதச் செயல்பாட்டின் விளைவாகப் புவியின் போக்கு வெகுவாக மாறியுள்ளது. இதைத்தான் ஆந்த்ரோபோசீன் சகாப்தம் என்று அறிவியலாளர்கள் வரையறை செய்கிறார்கள்.

உயரும் கார்பன் மாசு

புவியின் வளிமண்டலத்தில் கார்பன் அளவு வெறும் 0.03 சதவீதம் மட்டுமே. இதையே வேறுவகையில் கூறலாம். புவியின் வளிமண்டல காற்றை எடுத்து அதனைப் பத்து லட்சம் பங்காகக் கூறு போடலாம். இவ்வாறு பத்து லட்சம் பங்காகக் கூறு போட்டால் அதில் எவ்வளவு கூறு கார்பன் எனப் பார்க்கலாம். இந்த அலகை ppm (parts-per-million) எனக் குறிப்பிடுவர். பொதுவே வளிமண்டலத்தில் கார்பன் மாசின் அளவிட இந்த அலகைத் தான் பயன்படுத்துவார்கள். 2019ஆம் ஆண்டில் இது 409.8 ppm; அதாவது புவியின் வளிமண்டலத்தில் கார்பன்டை ஆக்ஸ்சைடு செறிவு 2019 ஆம் ஆண்டில் 0.04098% ஆகும்.

Image result for mauna loa observatory

பனி உரை காலத்தில் (glacial ice age) பூமி இருக்கும்போது கார்பன்டை ஆக்ஸ்சைடு செறிவு குறைவாக இருந்துள்ளது. வெறும் 180-210ppm மட்டுமே. ஆனால் பனி விலகிப் புவி மித வெப்பநிலையில், தற்காலம் போல, இருக்கும்போது அதிகபட்சம் கார்பன்டை ஆக்ஸ்சைடு செறிவு 280-300ppm என்று தான் இருந்துள்ளது. தொழிற்புரட்சி துவங்கும்போது 1700களில் சராசரி 260-280ppm என்ற அளவில்தான் இருந்தது. 1832இல் கார்பன்டை ஆக்ஸ்சைடு செறிவு 289ppm என உயர்ந்தது. மேலும் மேலும் உயர்ந்து 2015இல் கார்பன்டை ஆக்ஸ்சைடு செறிவு 400 ppm என்ற அச்சம் ஏற்படுத்தும் மைல்கல்லை தாண்டிச் சென்றுள்ளது. 2019இல் இதன் அளவு 409.8 ppm. கடந்த எட்டு லட்சம் வருடத்தில் பூமி சந்திக்காத அளவு கார்பன் செறிவு தற்போது பூமியின் வளிமண்டலத்தில் உள்ளது.

கடந்த பத்து லட்சம் வருடத்தில் பூமி சந்தித்துள்ள கார்பன்டை ஆக்ஸ்சைடு ஆகக்கூடிய செறிவு வெறும் 300 ppm தான். அதைவிட இன்று 100 ppm கூடுதல். அதுமட்டுமல்ல கடந்த நூற்றைம்பது வருடத்துக்கு முன்பு வளிமண்டலத்தில் இருந்த கார்பன் செறிவைவிட இன்று சுமார் முப்பது சதவிகிதம் கூடுதல் என்பதும் நாம் கவனிக்கவேண்டிய செய்தி.

மேலும் புவியின் வளிமண்டல வரலாற்றை எடுத்து நோக்கும்போது வளிமண்டல கார்பன் அளவு இயல்பாக இயற்கை மாற்றங்களின் விளைவாக 100ppm கூடவோ குறையவோ சுமார் 5,000இலிருந்து 20,000 ஆண்டுகள் எடுத்துக் கொள்ளும். மெதுவாகத் தான் மாற்றங்கள் ஏற்படும். ஆனால் மனித மாசினால் இப்போது ஏற்பட்டுள்ள 100ppm கூடுதல் கார்பன்டை ஆக்ஸ்சைடு அளவு வெறும் 120 ஆண்டுகளில் ஏற்பட்டுள்ளது என்பதையும் கவனத்தில் வைக்கவேண்டும்.

மனிதன் தான் காரணமா?

1958 முதல் தொடர்ந்து துல்லியமாக மவுனா லோவா (Mauna Loa) நோக்குகூடத்தில் வளிமண்டல கார்பன் செறிவு கணக்கிடப்பட்டு வருகிறது. டேவிட் கீலிங் (David Keeling) என்பர் துவக்கி வைத்த இந்த ஆய்வின்படி கடந்த மே 2013இல் முதன் முறையாக 400 ppm என்ற அளவை வடகோள வளிமண்டலம் சந்தித்து. 1960களில் ஆண்டுக்கு 0.6 ± 0.1 ppm என்ற வேகத்தில் கார்பன் செறிவு அதிகரித்தது என்றால் 2009-18 காலகட்டத்தில் ஆண்டுக்கு 2.3 ppm என்ற தலைதெறிக்கும் வேகத்தில் கார்பன் செறிவு அதிகரித்துக்கொண்டே போகிறது. மேலும் வேகவேகமாக முடுக்குகதியில் (accelerated) கார்பன் மாசு கூடிவருகிறது என்பதைச் சுட்டுகிறது.

வளிமண்டலத்தில் கார்பன் அளவு அதிகரித்துள்ளது மெய்தான். ஆனால் இந்தக் கார்பன் அதிகரிப்பு மனித செயலால் விளைந்தவையென எப்படி உறுதிபடக் கூற முடியும். இயற்கை நிகழ்வுகள்கூட வளிமண்டலத்தில் கார்பன் அளவைக் கூட்டிவிடாலாம் அல்லவா? எனவே பாவம் ஓரிடம் பழி வேறிடம் என்பது போல் நாம் நவீன முதலாளித்துவ சந்தை பொருளாதாரம் மீது வீண் பழி சுமத்துகிறோமா? மனித செயல்பாடுகள் தான் கார்பன் மாசுக்கு காரணம் என நாம் எப்படி உறுதிபட கூறுகிறோம்?

காலம் காட்டும் கார்பன்14

கார்பன் எனப் பொதுவே கூறும் தனிமம் உள்ளபடியே மூன்று ஐசோடோப்புகளை கொண்டுள்ளது. ஆறு நியுட்ரான் ஆறு புரோட்டன் கொண்ட கார்பன்12 தான் மிகக் கூடுதலாக உள்ள ஐசோடோப்பு. ஆறு புரோட்டான் ஆனால் ஏழு நியுட்ரான் உடைய கார்பன்13உம் உள்ளது. மொத்த கார்பனில் இது வெறும் ஒரு சதவிகிதம் மட்டுமே.

இதுதவிர காஸ்மிக் கதிர்கள் பூமியின் வளிமண்டலத்தைத் தாக்கும்போது நைட்ரஜனுடன் வினைபுரிந்து ஆறு புரோட்டான் மற்றும் எட்டு நியுட்ரான் கொண்ட நிலைத்தன்மை அற்ற கதிரியக்க கார்பன்14உம் உருவாகும். ஆனால் ட்ரில்லியன் கார்பன் அணுக்களில் ஒன்றே ஒன்று என்ற விகிதத்தில் தான் கார்பன்14 இருக்கும். கார்பன்12 மற்றும் கார்பன்13 ஆகிய இரண்டு ஐசோடோப்புகளும் நிலையானவை. ஆனால் கார்பன்14 கதிரியக்கத் தன்மை கொண்டதால் அது காலபோக்கில் சிதைந்துபோகும். எனவே தான் பூமி தோன்றியது முதல் காஸ்மிக் கதிர்கள் கார்பன்14ஐ உற்பத்தி செய்தாலும், காலபோக்கில் அவை சிதைந்துபோவதால் குறிப்பிடத் தகுந்த அளவு கூடவோ குறையவோ செய்யாமல் ஒரே செறிவில் தான் பூமியின் வளிமண்டலத்தில் இருக்கிறது.

எனவே வளிமண்டலத்தில் உள்ள கார்பனின் ஒருபகுதி நிலைத்தன்மை கொண்ட கார்பன்12, கார்பன்13 மற்றும் நிலைத்தன்மை அற்ற கார்பன்14 ஆகிய மூன்றின் கலவை தான். தாவரங்கள் வளிமண்டலத்திலிருந்து கார்பன்டை ஆக்ஸ்சைடு எடுத்து வளரும் போது வளிமண்டலத்தில் உள்ள அதே விகிதத்தில் கார்பன்12/கார்பன்14 தவரத்திலும் அமையும்.

அதே தாவரம் மடிந்துவிட்டால் அது சுவாசிக்காது. எனவே அதிலிருக்கும் நிலையற்ற கார்பன்14 சிதைந்து மெல்ல மெல்ல குறைந்து கொண்டே போகும். ஆனால் வெகுகாலம் கார்பன்12 அப்படியே இருக்கும். எனவே மடிந்த உயிரி பொருள்களில் கார்பன்14 அளவு உயிருள்ள பொருள்களைவிட செறிவு குறைவாக அமையும். கரிம கடிகாரம் (carbon dating) என்பது இதுதான். மரத்தால் ஆனா பழங்காலப் பொருளில் எந்த விகித்தில் கார்பன்12/கார்பன்14 இருக்கிறது என்பதை வைத்து அது எவ்வளவு பழமை வாய்ந்தது எனக் கண்டுபிடித்து விடலாம். தொன்மை கூடக் கூட கார்பன்14 விகிதம் குறைந்துகொண்டே போகும். எவ்வளவு தொன்மையானதோ அவ்வளவு குறைவாக கார்பன்14 விகிதம் இருக்கும். எனவே கார்பன்14 விகிதத்தை வைத்து அந்தப் பொருள் எவ்வளவு பழமை வாய்ந்தது என முடிவுக்கு வந்துவிடலாம். இதுதான் அடிப்படைக் கருத்து.

கார்பன்14 அரை வாழ்நாள்

துவக்கத்தில் சுமார் பத்து கிராம் கார்பன்14 இருந்தால் அது இயற்கை கதிரியக்க வினையில் சிதைந்து 5700 ஆண்டுகள் கடந்த பின்னர் ஐந்து கிராம் கார்பன்14 மட்டுமே இருக்கும். மேலும் 5700 ஆண்டுகள் கடந்த பின்னர் அதன் அளவு 2.5 கிராம் என பாதியாக குறைந்துவிடும். அதாவது கார்பன்14கின் அரை வாழ்நாள் சுமார் 5700 ஆண்டுகள். எனவே இயல்பில் இருக்கவேண்டிய விகிதத்தில் வெறும் ஐம்பது சதம் மட்டுமே கார்பன்14 இருந்தால் அந்த தொல் கரிம பொருள் சுமார் 5700 ஆண்டுகள் பழமை வாய்ந்தது என நம் அறிந்துகொள்ளலாம். வில்லார்ட் லைப்பி (Willard Libby) எனும் இயற்பியலாளர் தான் இந்தக் கரிம கடிகார முறையைக் கண்டுபிடித்தார். இதற்கு அவருக்கு நோபல் பரிசு கிடைத்தது.

பெட்ரோல் நிலக்கரி போன்ற புதைபடிம எரிபொருள்கள் மடிந்த உயிரிகளின் எச்சம்; இவையெல்லாம் கரிம பொருள்கள்தாம். எனவே நிலக்கரி, பெட்ரோல் போன்றவை உருவான காலத்தைச் பொறுத்து அவற்றில் உள்ள கார்பன்14 செறிவு குறைந்து தான் இருக்கும். வெகுமுற்காலத்தில் உருவான புதைபடிம எரிபொருளில் ஆகக்குறைந்ததும் அதற்குப் பிறகு உருவான புதைபடிம எரிபொருளில் சொற்பம் கூடியும் அமையும். எனினும் எல்லா புதைபடிம எரிபொருளும் பல லட்சம் வருடங்கள் முன்பு உருவானவை எனபதால் அவற்றில் உள்ள கார்பன்14 செறிவு மிகமிக குறைந்துதான் காணப்படும்.

புதைபடிம பயன்பாட்டில் தான் வளிமண்டல காற்றின் கார்பன் மாசு கூடுகின்றது என்றால் கூடுதலாகச் சேரும் கார்பனில் கார்பன்14கின் செறிவு குறைவு. பாலில் தண்ணீர் கலந்தால் நீர்த்துப்போவது போல புதைபடிம எரிபொருளின் தொடர்ச்சியாக வளிமண்டல கார்பன் அளவு கூடி இருந்தால் கடந்த நூறு ஆண்டுகளில் வளிமண்டல கார்பன்14கின் செறிவும் நீர்த்துப் போயிருக்க வேண்டும்.

மரங்களின் வளையம்

ஹான்ஸ் சூஸ் (Hans Suess) எனும் விஞ்ஞானி இதனை உறுதிபடுத்த உத்தி ஒன்றை இனம் கண்டார். ஆண்டுதோறும் மரம் வளர்ச்சி அடையும்போது அதன் அடிமரத்தில் கூடுதல் வளையம் வளரும் என நாம் அறிவோம். புதைபடிம மாசின் காரணமாக தான் வளிமண்டல கார்பன் மாசு கூடுகிறது என்றால் ஒவ்வொரு ஆண்டும் வளிமண்டலத்தில் கார்பன்14கின் செறிவு சிறிதளவு குறைந்துகொண்டே வரவேண்டும். அதாவது ஒரு ஆண்டில் உருவாகும் மரத்தின் வளையத்தில் உள்ள கார்பன்14கின் செறிவு அதற்கு முந்தய ஆண்டு உருவான மரத்தின் வளையத்தினைவிட சிறிதளவு குறைவாக இருக்கவேண்டும்.

இறந்த மரத்தில் சோதனை செய்து காரியமில்லை. உயிரோடு இருக்கும் மரத்தில் ஒவ்வொரு ஆண்டும் வளரும் மரவளையத்தில் அதே அளவு கார்பன்14 விகிதம் இருகிறதா என சோதித்து அறிய வேண்டும்.

இதற்காக அமரிக்கா கலிபோர்னியாவில் விளையும் ஆயிரக்கணக்கான ஆண்டுகள் உயிரோடு இருக்கும் ப்ரிச்டில்கோன் (bristlecone) மரத்தில் சோதனை செய்து பார்த்தார். நாலாயிரம் வருடம் உயிருடன் இருக்கும் மரங்கள் அவை. அந்த மரத்தின் ஒவ்வொரு வளையமும் ஒவ்வொரு ஆண்டு உருவானவை.

சூரியனது இயக்கம் 11 ஆண்டுகளுக்கு ஒருமுறை கூடிகுறையும் ஊசல் இயக்கம் கொண்டது. சூரிய இயக்கம் கூடுதலாக உள்ளபோது அதிக வலுவுள்ள சூரிய காற்று- காஸ்மிக் கதிர்கள் ஏற்படும். சூரிய இயக்கம் குறையும்போது காஸ்மிக் கதிர்கள் வலு குறைந்துபோகும். இதன் தொடர்ச்சியாக வளிமண்டலத்தில் நைட்ரஜன் அணுவில் காஸ்மிக் கதிர் மோதி உருவாகும் கார்பன்14 விகிதம் பதினோரு வருடத்துக்கு ஒருமுறை கூடிக் குறைகிறது என ஆய்வுகள் தெளிவுபடுத்தின.

மரங்களின் வளையத்தில் உள்ள கார்பன்14 செறிவை அளவிட்டு ஒப்பிட்டு ஆராய்ந்தபோது பதினோரு ஆண்டுகளுக்கு ஒருமுறை கூடிக்குறையும் ஊசல் தென்பட்ட அதே வேலையில் சமீப காலத்தில், குறிப்பாக கடந்த ஐம்பது ஆண்டு கால கட்டத்தில் கார்பன்14 விகிதம் பொதுவே குறைந்து வருவதும் தென்பட்டது. தொல்படிம எரிபொருள்களான பெட்ரோலியம், நிலக்கரி முதலியன தொன்மைத் தாவரங்களிலிருந்து உருவானவை. இவை மடிந்துபோன தாவரம் என்பதால் இவற்றில் கார்பன்14 விகிதம் குறைவாக தான் இருக்கும். இவற்றில் கார்பன்12 தூக்கலாக இருக்கும். அதாவது நாம் பயன்படுத்தும் தொல்படிம எரிபொருள்களில் தூக்கலாக உள்ள கார்பன்12 வளிமண்டலத்தை அடைந்து அங்கே தங்கி ஏற்கனவே இருந்துவந்த இயல்பான கார்பன்12/கார்பன்14 விகிதத்தை மாற்றி வளிமண்டலத்தில் ஐம்பது வருடத்துக்கு முன்னால் இருந்த கார்பன்14 விகித அளவை நீர்த்துப் போக செய்துள்ளது என இந்த ஆய்வு தெளிவுபடுத்தியது.

முதன்முதலில் 1955இல் ஆய்வுகளை ஹான்ஸ் சூஸ் வெளியிட்டபோது தெளிவான விடை கிடைக்கவில்லை, அதன் பின்னர் மேலும் ஆய்வுகளை மேற்கொண்டார். 1969இல் நடத்திய ஆய்வில் கடந்த 7000 ஆண்டுகளில் ஏற்பட்டுள்ள 14C/12 டிகிரி செல்சியஸ் விகித மாற்றத்தை ஆய்வுசெய்து புதைபடிம எரிபொருள் பயன்பாடு தான் வளிமண்டல கார்பன் அளவு அதிகரிப்புக்கு முக்கியக் காரணம் எனபதை உறுதிப்படுத்தினார். இன்று நாம் காணும் புவிவெப்பமடைதல் போக்கு உள்ளபடியே மனிதச் செயல்களின் விளைவேயென உறுதிப்படுத்தியுள்ளது.


த.வி.வெங்கடேஸ்வரன், மத்திய அரசின் ‘விஞ்ஞான் பிரச்சார்’ தன்னாட்சி அமைப்பில் முதுநிலை விஞ்ஞானி.

பகிர்:
No comments

leave a comment