సహజంగా సూర్యరశ్మి సమక్షంలో మొక్కలు కిరణజన్య సంయోగక్రియ ద్వారా తయారుచేసిన ఆక్సిజన్ వాయువు భూమిపై గల జీవులన్నిటికీ ప్రాణవాయువుగా పనిచేస్తోంది. స్కాటిష్ అసోసియేషన్ ఫర్ మెరైన్ సైన్స్ (SAMS) ‘ప్రొఫెసర్ ఆండ్రూ స్వీట్‌మన్’ చేసిన అధ్యయనం ద్వారా... కిరణజన్య సంయోగక్రియ నుంచి ఉత్పత్తి అయ్యే ఆక్సిజన్ కాకుండా భూగ్రహం మీద ఆక్సిజన్ ఉత్పత్తికి మరొక మార్గం ఉందని రుజువు చేశాడు. భూమిపై మానవులకు లభించే ఆక్సిజన్‌లో దాదాపు సగం సముద్రం ద్వారానే ఉత్పత్తి అవుతుంది. సముద్రంలోని ఆల్గే, మొక్కలు, కొన్ని బ్యాక్టీరియాలతో సహా సూక్ష్మజీవులు కిరణజన్య సంయోగక్రియ ద్వారా ఆక్సిజన్ వాయువును తయారుచేస్తాయి.
సముద్ర ఉపరితలం నుంచి దాదాపు 200 మీటర్లు వరకు విస్తరించి ఉన్న ‘ఉపరితల పొర’ అత్యధిక సూర్యరశ్మిని పొందటం, ఇక్కడ అధిక సంఖ్యలో మొక్కలను కలిగి ఉండటం వలన కిరణజన్య సంయోగక్రియ అధిక పరిమాణంలో జరిగి అధిక పరిమాణంలో ఆక్సిజన్ విడుదల అవుతుంది.
డార్క్ ఆక్సిజన్
200 –1,000 మీటర్ల మధ్య సూర్యరశ్మి చాలావరకు తగ్గిపోవడం వలన కిరణజన్య సంయోగక్రియ తగ్గిపోయి ఆక్సిజన్ పరిమాణం చాలావరకు తగ్గిపోతుంది. 1,000 మీటర్ల దిగువన అసలు సూర్యరశ్మి ఉండదు. ఫలితంగా లోతుకు వెళ్లే కొద్దీ చీకటిగా ఉండి కిరణజన్య సంయోగక్రియ జరగక ఆక్సిజన్ పరిమాణం పూర్తి శూన్యంగా ఉంటుంది. కానీ, ఆశ్చర్యకరంగా పసిఫిక్ మహాసముద్ర ఉపరితలం నుంచి 4,000 మీటర్లు (సుమారు 13,000 అడుగులు) దిగువన ఉన్న ‘క్లారియన్-క్లిప్పర్టన్ జోన్’ (CCZ) లోని ఖనిజ నిక్షేపాల నుంచి ఆక్సిజన్ విడుదలవుతుందని ప్రొఫెసర్ ఆండ్రూ స్వీట్‌మన్ పరిశోధన బృందం ‘నేచర్ జియోసైన్స్‌’ అనే ప్రఖ్యాత జర్నల్లో ప్రచురించిన ఒక పరిశోధన అధ్యయనం ద్వారా తెలియవచ్చింది.
దీనిద్వారా మొక్కల కిరణజన్య సంయోగక్రియ నుంచి ఉత్పత్తి అయ్యే ఆక్సిజన్ కాకుండా భూగ్రహం మీద ఆక్సిజన్ ఉత్పత్తి కావడానికి మరొక మూలం ఉందని రుజువు అయింది. దీనిని ‘డార్క్ ఆక్సిజన్’ అని పిలుస్తారు. సూర్యరశ్మి లేని చీకటిలో, లోతైన సముద్రంలో ఉత్పత్తి అవుతుంది కనుక ‘డార్క్ ఆక్సిజన్’ (O2) అంటారు. ఇది మామూలు
ఆక్సిజన్ లాంటిదే.
‘డార్క్ ఆక్సిజన్’ ఎలా ఏర్పడుతుంది?
పసిఫిక్ మహాసముద్రంలో 4.5 మిలియన్ చదరపు కిలోమీటర్లు (1.7 మిలియన్ చదరపు మైళ్ళు) విస్తరించి ఉన్న క్లారియన్- క్లిప్పర్టన్ జోన్ (CCZ)లో, సముద్రపు అడుగుభాగంలో మాంగనీస్ నోడ్యూల్స్ (పాలీమెటాలిక్ నోడ్యూల్స్) అని పిలియు బంగాళాదుంప పరిమాణంలో రాతిలాంటి ఖనిజ శిలలు ఉన్నాయి. మాంగనీస్, ఐరన్ ఆక్సైడ్లతో పాటుగా నికెల్, రాగి, కోబాల్ట్ వంటి ఇతర లోహాలను మాంగనీస్ నోడ్యూల్స్ కలిగి ఉంటాయి. ఈ మాంగనీస్ నోడ్యూల్స్ సముద్రపు నీటిని విద్యుద్విశ్లేషణ చేసి హైడ్రోజన్, ఆక్సిజన్ వాయువులను విడుదల చేస్తాయి.
మాంగనీస్ నోడ్యూల్స్ ప్రకృతిసిద్ధమైన విద్యుత్ బ్యాటరీలలాంటివి. ఎందుకంటే వీటిలోని వివిధ లోహపు పొరల (Fe, Co, Ni, Cu) కారణంగా చిన్న వోల్టేజ్‌ ఉత్పత్తి అవుతుంది. మానవ నిర్మిత బ్యాటరీలు కూడా ఇలాంటి లోహ పొరలనే కలిగి ఉంటాయి. మాంగనీస్ నోడ్యూల్స్ విడిగా ఉన్నప్పుడు ఎ.ఎ.(AA) బ్యాటరీకి సమానమైన విద్యుత్ ఛార్జ్ (1.2 –1.5 వోల్టుల మధ్య )ఉత్పత్తి చేయగలవు.
కానీ, మాంగనీస్ నోడ్యూల్స్ సమూహంగా కలిసి ఉన్నప్పుడు సముద్రపు నీటిని (H2O) విద్యుద్విశ్లేషణ చేసి ఆక్సిజన్(O2), హైడ్రోజన్(H2)లను ఉత్పత్తి చేయడానికి అవసరమైన వోల్టేజ్‌లను కలిగిఉంటాయి. ప్రయోగశాలలో నీటిని కరెంటు సహాయంతో విద్యుద్విశ్లేషణ చేసి ఆక్సిజన్(O2), హైడ్రోజన్(H2)లను ఉత్పత్తి చేసే చర్య లాంటిదే డార్క్ ఆక్సిజన్ను ఉత్పత్తి చేసే సముద్ర నీటి విద్యుద్విశ్లేషణ చర్య.
ఈ ఆవిష్కరణ ప్రాముఖ్యత ఏమిటి?
1. కిరణజన్య సంయోగ క్రియ ద్వారా భూమిపై ఆక్సిజన్ ఏర్పడకముందే, భూమిపై చాలాకాలం క్రితమే ఆక్సిజన్ ఉత్పత్తి అయ్యి ఉండవచ్చునని, ఆక్సిజన్ పీల్చుకునే జీవులు భూమిపై ఉండి ఉండవచ్చునని శాస్త్రవేత్తలు భావిస్తున్నారు. ఈ విధమైన ఆక్సిజన్ ఉత్పత్తి ఇతర గ్రహాలపై కూడా జరిగే అవకాశం ఉందని శాస్త్రవేత్తలు భావిస్తున్నారు.
2. ఇతర గ్రహాలపై గతంలో జీవం బతకటానికి అనుకూలంగా లేదని భావించిన ఆవాసాలలో జీవం ఎలా బతకగలదో అర్థం చేసుకోవడానికి 'డార్క్ ఆక్సిజన్' కీలకం కావచ్చని నాసా విశ్వసిస్తోంది.
3. భూమిపై జీవం ఎలా ప్రారంభమైందనే దానిని తెలుసుకోవటానికి ఈ ఆవిష్కరణ ఉపయోగపడుతుంది.
4. మాంగనీస్ నోడ్యూల్స్ ఉపయోగించి ప్రకృతిసిద్ధంగా హైడ్రోజన్, ఆక్సిజన్ వాయువులను పొందవచ్చును.
5. హరిత ఆర్థికవ్యవస్థను శక్తిమంతం చేయడానికి ఈ ఆవిష్కరణ ఉపయోగపడుతుంది.
పర్యావరణ ఆందోళన
బహుళ జాతి కంపెనీలు సముద్రగర్భంలో లోతైన మైనింగ్ కార్యక్రమాలు నిర్వహించడం వలన మాంగనీస్ నోడ్యూల్స్ తొలగిపోయే ప్రమాదం ఉన్నది. అందువలన సముద్ర అడుగు భాగంలో ఉండే జలచరాలకు ఆక్సిజన్ లభించక సముద్ర జీవులు నశించిపోయి సముద్ర జీవవైవిధ్యం దెబ్బతినే అవకాశం ఉన్నది. 44 దేశాల నుంచి 800 మందికి పైగా సముద్ర శాస్త్రవేత్తలు పర్యావరణ ప్రమాదాలను తెలియజేస్తూ మైనింగ్ కార్యకలాపాలను నిలిపివేయాలని పిలుపునిస్తూ ఒక పిటిషన్‌పై సంతకం చేశారు. కాబట్టి, ప్రకృతిపరంగా మానవజాతికి లభించిన విలువైన మాంగనీస్ నోడ్యూల్స్‌ని, సముద్ర జీవ వైవిధ్యాన్ని కాపాడుకోవడానికి అంతర్జాతీయ స్థాయిలో ప్రభుత్వాలు చర్యలు తీసుకోవాలి.
- డా. శ్రీధరాల రాము,
ఫ్యాకల్టీ ఆఫ్ కెమిస్ట్రీ అండ్
ఎన్విరాన్మెంటల్ సైన్సెస్
