পৃথিবীর বায়ুমণ্ডলে মুক্ত অক্সিজেন কি ভাবে এলো, সেই নিয়ে আছে প্রচুর তর্ক, বিতর্ক। পৃথিবী সৃষ্টির সময় বাতাসে মুক্ত অক্সিজেন ছিল না। বিভিন্ন পাথরের নমুনা সংগ্রহ করে এবং তাদের রাসায়নিক বিশ্লেষণ করে দেখা গেছে মোটামুটি ২৪০ কোটি বছর আগে পৃথিবীতে মুক্ত অক্সিজেন হটাৎ বৃদ্ধি পায়। এই বৃদ্ধি কিন্তু ক্রমশ হয় নি, বরং হটাৎ করে ২৫০-২৪০ কোটি বছর আগে বাতাসে অক্সিজেন বেড়ে যায় (ছবি ১)। পৃথিবী ব্যাপী মুক্ত অক্সিজেনের বৃদ্ধি পাওয়াকে বলা হয় গ্রেট অক্সিজেনশন ইভেন্ট (Great oxygenation event/ GOE)। বাতাসে মুক্ত অক্সিজেন বৃদ্ধি পাওয়া পৃথিবীর বিবর্তনের ইতিহাসে অন্যতম গুরুত্ত্বপূর্ন অধ্যয়। কারণ অক্সিজেনের পরিমান বেড়ে যাওয়া মানে জারণ-বিজারণ বা রেডক্স স্টেট (Redox state) পরিবর্তিত হবে। রেডক্স স্টেট পরিবর্তিত হয়ে অক্সিডাইজিং (Oxidizing, জারিত) অবস্থার দিকে গেলে মুক্ত অক্সিজেন তৈরী হবে। বাতাসে মুক্ত অক্সিজেন না থাকলে পরিবেশ রিডিউসিং (Reducing, বিজারিত) হয়, অর্থাৎ মুক্ত নাইট্রোজেন (N2) তৈরী হবার বদলে এমোনিয়া (NH3) তৈরী হবে, বা উরেনিয়াম আয়ন এর +৩ (U3+)এর বদলে +২ (U2+) অবস্থায় থাকবে। কিন্তু বাতাসে মুক্ত অক্সিজেন বেড়ে গেলেই বাতাসে মুক্ত নাইট্রোজেন তৈরী হবে, উরেনিয়াম আয়ন +৩ অবস্থায় চলে যাবে, আরো বেশ কিছু ভৌত রাসায়নিক পরিবর্তন হবে যা ক্রমশ জটিল প্রাণের বিবর্তনের জন্য সহায়ক হয়ে উঠবে। 3 Fe2+O + Al2O3 = 2 Fe+3AlO3 (ব্রিজমেনাইট ) + Fe 0 (মুক্ত লোহা) মুক্ত লোহা ভারী হবার জন্য মাধ্যাকর্ষণের টানে পৃথিবীর কেন্দ্রে জমা হতে থাকে। যত বেশি বিক্রিয়া হয়, লোহা পৃথিবীর কেন্দ্রে জমতে থাকে, কেন্দ্র মন্ডল ধীরে ধীরে বড় হয়, আর গুরুমণ্ডলে জমতে থাকে অক্সিজেন সমৃদ্ধ ব্রিজমেনাইট (ছবি ২)। যদি এই অক্সিজেন সমৃদ্ধ স্তরকে কোনো ভাবে ভূপৃষ্ঠের ওপর তুলে আনা যায়, তাহলে বায়ুমণ্ডলের রেডক্স পরিবর্তন হবে। কি করে সম্ভব এই অক্সিজেন সমৃদ্ধ স্তরকে ওপরে তুলে আনা? পৃথিবীর ভিতর থেকে কোনো পদার্থের বাইরে আসার একটাই উপায়, অগ্নুৎপাত। পৃথিবীর অভ্যন্তর থেকে কি ভাবে কখন অগ্নুৎপাত হতে পারে, সে সব জানতে অত্যাধুনিক গাণিতিক মডেল ব্যবহার করা হয়। গাণিতিক মডেল করে দেখানো গেছে এই অক্সিজেন সমৃদ্ধ স্তর পৃথিবীর গুরুমণ্ডলের পরিচলনের মাধ্যমে পৃথিবী পৃষ্ঠের কাছে উঠে আসতে থাকে। পৃথিবীর অধিকাংশ আগ্নেয়গিরি তৈরী হয় পৃথিবীর পৃষ্ঠতলের কাছে থাকা পাথর থেকে। যখন অক্সিজেন সমৃদ্ধ স্তর পৃথিবীর পৃষ্ঠতলের ঠিক নিচে অবস্থান করে, সেই স্তরের গলিত পদার্থ আগ্নেয়গিরির মাধ্যমে উঠে আসে এবং আগ্নেয়গিরি থেকে নির্গত গ্যাস বাতাসের রেডক্স অবস্থার পরিবর্তন করে মুক্ত অক্সিজেনকে বৃদ্ধি করে। গাণিতিক মডেল থেকে দেখা গেছে এই সমগ্র পরিবর্তন - পৃথিবীর কেন্দ্রমণ্ডল তৈরী, তার ওপর অক্সিজেন সমৃদ্ধ স্তর, সেই স্তরের মিশ্রণ এবং অক্সিজেন সমৃদ্ধ স্তর থেকে অগ্নুৎপাত হয়ে বাতাসের রেডক্স অবস্থা পরিবর্তন - হতে সময় লাগে প্রায় ২০০ কোটি বছরের কাছাকাছি। আজ থেকে প্রায় ৪৫০ কোটি বছর আগে পৃথিবী তৈরী হলে তার ২০০ কোটি বছর পর, অর্থাৎ আজ থেকে প্রায় ২৫০ কোটি বছর আগে বাতাসের অক্সিজেন বৃদ্ধি পাওয়া সম্ভব।
ছবি ৩: D: পৃথিবীর স্ফেরিক্যাল অ্যানুলাস গাণিতিক মডেল। হালকা হলুদ রঙের স্তরটি হলো অক্সিজেন সমৃদ্ধ ব্রিজমেনাইট। E -F: মডেলের মাধ্যমে দেখানো হচ্ছে কি ভাবে এই হালকা হলুদ স্তর (ব্রিজমানাইট) পরিচলনের মাধ্যমে ভূপৃষ্ঠের কাছে চলে আসে। এই স্তর থেকে ম্যাগমা তৈরী হলে এবং তা আগ্নেয়গিরির মাধ্যমে ভূপৃষ্ঠে বেরিয়ে এলে তার থেকে উৎপন্ন গ্যাস বাতাসের রেডক্স অবস্থা পরিবর্তিত করে । (Source: O'Neil and Aulbach, 2022, Science Advances)
References:
Andrault, D., Muñoz, M., Pesce, G., Cerantola, V., Chumakov, A., Kantor, I., Pascarelli, S., Rüffer, R. and Hennet, L., 2018. Large oxygen excess in the primitive mantle could be the source of the Great Oxygenation Event. Geochemical Perspectives Letters, 6(6), pp.5-10. Lyons, T.W., Reinhard, C.T. and Planavsky, N.J., 2014. The rise of oxygen in Earth’s early ocean and atmosphere. Nature, 506(7488), pp.307-315. O’Neill, C. and Aulbach, S., 2022. Destabilization of deep oxidized mantle drove the Great Oxidation Event. Science advances, 8(7), p.eabg1626.
0 Comments
Leave a Reply. |
ArchivesCategories
All
|