ಡಾರ್ಕ್‌ ಆಕ್ಸಿಜನ್‌ನ ಕಥೆ !!!!

 ಡಾರ್ಕ್‌ ಆಕ್ಸಿಜನ್‌ನ ಕಥೆ !!!!

ರಾಮಚಂದ್ರ ಭಟ್‌.ಬಿ.ಜಿ.

ಸಮುದ್ರದ ಆಳದಲ್ಲಿ, ಗಾಢಾಂಧಕಾರ ವಲಯ(ಅಬಿಸ್)ದಲ್ಲಿ ವಾಸಿಸುವ ವಾಯುವಿಕ ಜೀವಿಗಳಿಗೆ ಆಕ್ಸಿಜನ್‌ ಒದಗಿಸುವ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಬಗ್ಗೆ ಇತ್ತೀಚೆಗೆ ನಡೆದಿರುವ ಸಂಶೋಧನೆಗಳ ಬಗ್ಗೆ ಮಾಹಿತಿ ನೀಡುವ ಈ ಲೇಖನವನ್ನು ಶಿಕ್ಷಕ ರಾಮಚಂದ್ರ ಭಟ್‌ ಬರೆದಿದ್ದಾರೆ.

ಇದೇನು ? ಇದೆಂತಹ ಆಕ್ಸಿಜನ್‌ ? ಎಲ್ಲಿ ಹುಟ್ಟುತ್ತೆ? ಹಿಂದೆಂದೂ ಕೇಳಿಯೇ ಇಲ್ಲ …. ಹೀಗೆ ಹತ್ತು ಹಲವು ಪ್ರಶ್ನೆಗಳು ನಿಮ್ಮಲ್ಲಿ ಮೂಡಿರಬೇಕು. ಹೌದು ಇದು ಕಗ್ಗತ್ತಲಿನ ಕೂಪದಲ್ಲಿ ಸೃಷ್ಟಿಯಾಗುವ ಆಕ್ಸಿಜನ್‌ !!! ಇದು ಜೀವವಿಕಾಸಕ್ಕೆ ಹೊಸ ಭಾಷ್ಯ ಬರೆಯಬಲ್ಲ, ಇದುವರೆಗಿನ ಸಂಶೋಧನೆಗಳನ್ನೇ ತಲೆಕೆಳಗು ಮಾಡಬಲ್ಲ ರಾಸಾಯನಿಕ -ಭೂಗರ್ಭಶಾಸ್ತ್ರಕ್ಕೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದ‌ ಹೊಸ ಸಂಶೋಧನೆ !!! ಅದು ಸಮುದ್ರದಾಳದಲ್ಲಿ - 13,000 ಅಡಿಯಷ್ಟು ಕೆಳಗೆ ಕಗ್ಗತ್ತಲ ಕೂಪದಿಂದೆದ್ದ ರಹಸ್ಯವೊಂದರ ಅನಾವರಣ!!!! ನಾರ್ತ್‌ವೆಸ್ಟರ್ನ್ ಯೂನಿವರ್ಸಿಟಿಯ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರಜ್ಞರೂ ಸೇರಿದಂತೆ ಅನೇಕ ಅಂತರರಾಷ್ಟ್ರೀಯ ಸಂಶೋಧಕರ ತಂಡ ಹಲವು ವರ್ಷಗಳಿಂದ ಸತತವಾಗಿ ಸಂಶೋಧನೆಯಲ್ಲಿ ತೊಡಗಿಸಿಕೊಂಡಿದೆ. ಸಮುದ್ರದ ಗಾಢಾಂಧಕಾರ ವಲಯದ ಆಳವಾದ ತಳದಲ್ಲಿರುವ ಲೋಹೀಯ ಖನಿಜದುಂಡೆಗಳು (mineral nodules) ಆಕ್ಸಿಜನ್‌ ಅನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತವೆ ಎಂದು ಕಂಡುಹಿಡಿದಿದ್ದಾರೆ. ಈ ಆಶ್ಚರ್ಯಕರ ಆವಿಷ್ಕಾರವು ಜೀವವಿಕಾಸದ ಅರಿವನ್ನು ವಿಸ್ತರಿಸಿದೆ. ಕೇವಲ ದ್ಯುತಿಸಂಶ್ಲೇಷಣೆ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಶೈವಲಗಳು, ಸಯನೋ ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಗಳಂತಹ ಜೀವಿಗಳು, ಸಸ್ಯಗಳು  ಭೂಮಿಯಲ್ಲಿ ಆಕ್ಸಿಜನ್‌ ಅನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತವೆ. 

ಈ ಆಕ್ಸಿಜನ್‌ ಇತರ ಜೀವಿಗಳ ಪ್ರಾಣವಾಯುವಾಗಿದೆ. ಆದರೆ ಯಾವುದೇ ಬೆಳಕು ಪ್ರವೇಶಿಸದ ಸ್ಥಳದಲ್ಲಿ - ಸಂಪೂರ್ಣ ಕತ್ತಲೆಯಲ್ಲಿ ವಾಸಿಸುವ ಆಕ್ಸಿಜನ್‌ ಉಸಿರಾಡುವ (ಏರೋಬಿಕ್) ಸಮುದ್ರ ಜೀವಿಗಳ ಬದುಕಿಗೆ ಬೇಕಾದ ಆಕ್ಸಿಜನ್‌ ಎಲ್ಲಿಂದ ಬರುತ್ತದೆ ಎನ್ನುವ ಪ್ರಶ್ನೆಗೆ ಉತ್ತರ ನೀಡಿದೆ.  

ಸ್ಕಾಟಿಷ್ ಅಸೋಸಿಯೇಷನ್ ಫಾರ್ ಮೆರೈನ್ ಸೈನ್ಸ್ (SAMS) ನ ಆಂಡ್ರ್ಯೂ ಸ್ವೀಟ್‌ಮ್ಯಾನ್ (Andrew Sweetman) ಅವರು ಪೆಸಿಫಿಕ್ ಸಾಗರದಲ್ಲಿ ಹಡಗಿನ ಮೂಲಕ ಕ್ಷೇತ್ರ ಅಧ್ಯಯನವನ್ನು ನಡೆಸುತ್ತಿರುವಾಗ ಮೊದಲ ಬಾರಿಗೆ ಈ "ಡಾರ್ಕ್ ಆಕ್ಸಿಜನ್" ಆವಿಷ್ಕಾರವನ್ನು ಮಾಡಿದರು. ನಾರ್ತ್‌ವೆಸ್ಟರ್ನ್‌ನ ಫ್ರಾಂಜ್ ಗೀಗರ್ (Franz Geiger) ಅವರು ವಿದ್ಯುತ್ ರಸಾಯನಿಕ ಪ್ರಯೋಗಗಳನ್ನು ನಡೆಸಿ ಈ ಆವಿಷ್ಕಾರವನ್ನು ಪುಷ್ಟೀಕರಿಸಿದರು.

          ಈ ವಸುಂಧರೆಯೊಡಲಲ್ಲಿ ವಾಯುವಿಕ ಉಸಿರಾಟಕ್ಕೆ ಆಕ್ಸಿಜನ್‌ ಅವಶ್ಯಕ. ಭೂಮಿಯ ಆಕ್ಸಿಜನ್‌ ಪೂರೈಕೆಯು ದ್ಯುತಿಸಂಶ್ಲೇಷಣೆ ನಡೆಸುವ ಜೀವಿಗಳೊಂದಿಗೆ ಪ್ರಾರಂಭವಾಯಿತು ಎನ್ನುವುದು ಎಲ್ಲರಿಗೂ ತಿಳಿದ ಸತ್ಯ. SAMS ನಲ್ಲಿ ಸೀಫ್ಲೋರ್ ಎಕಾಲಜಿ ಮತ್ತು ಬಯೋಜಿಯೋಕೆಮಿಸ್ಟ್ರಿ ಸಂಶೋಧನಾ ತಂಡದ ಮುಖ್ಯಸ್ಥರಾದ ಸ್ವೀಟ್‌ಮ್ಯಾನ್ ರವರ ನೇತೃತ್ವದ ಸಂಶೋಧಕರ ತಂಡ, ಆಳ ಸಮುದ್ರದಲ್ಲಿ ಆಕ್ಸಿಜನ್‌ ಉತ್ಪಾದನೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಆದರೆ, ಅಲ್ಲಿ ಯಾವುದೇ ಬೆಳಕಿಲ್ಲ. ಆದ್ದರಿಂದ ಅಲ್ಲಿ ವಾಯುವಿಕ ಬದುಕು ಎಲ್ಲಿಂದ ಪ್ರಾರಂಭವಾಗಿರಬಹುದು? ಎಂಬಿತ್ಯಾದಿ ಪ್ರಶ್ನೆಗಳಿಗೆ ಉತ್ತರ ಹುಡುಕ ಹೊರಟರು. ಸಮುದ್ರದ ಗಾಢಾಂಧಕಾರ ವಲಯ-ಅಬಿಸ್‌ನಲ್ಲಿ ನೈಸರ್ಗಿಕವಾಗಿ ಬಹು-ಲೋಹೀಯ ಖನಿಜದುಂಡೆಗಳು ನಿಕ್ಷೇಪಗೊಳ್ಳುತ್ತವೆ. ಇವು ವಿವಿಧ ಖನಿಜಗಳ ಮಿಶ್ರಣಗಳಾಗಿದ್ದು, ಆಲೂಗಡ್ಡೆ ಗಾತ್ರದ ಉಂಡೆಗಳಾಗಿವೆ. 

     ಆಳ ಸಮುದ್ರದಲ್ಲಿ ಆಕ್ಸಿಜನ್‌ ಪ್ರಮಾಣ ಅಳೆಯ ಹೊರಟ ಸ್ವೀಟ್‌ಮ್ಯಾನ್ ರವರಿಗೆ ತಾವು ಬಳಸಿದ ಉಪಕರಣಗಳು ಆಕ್ಸಿಜನ್‌ ಪ್ರಮಾಣದ‌ಲ್ಲಿ ಏರಿಕೆಯನ್ನು ತೋರಿಸಿದವು. ಆಗ ಬಹುಶಃ ತಮ್ಮ ಉಪಕರಣಗಳ ಸೆನ್ಸರ್‌ಗಳು ಸರಿಯಾಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತಿಲ್ಲ ಎಂದು ಅನಿಸಿತು. ದ್ಯುತಿಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯ ಮೂಲಕ ಆಕ್ಸಿಜನ್‌ ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಬೆಳಕಿನ ಮೂಲ ಬೇಕೇ ಬೇಕಾಗಿರುವುದರಿಂದ ಇದು ಅಸಾಧ್ಯವೆಂದು ಅವರು ತರ್ಕಿಸಿದರು. 

ಅನೇಕ ರೀತಿಯ ಸಂಶೋಧನೆಗಳ ನಂತರ, ಸ್ವೀಟ್‌ಮ್ಯಾನ್ ಅದುವರೆಗೂ ತಾವು ಬಳಸುತ್ತಿದ್ದ ದೃಗ್ವಿಜ್ಞಾನ ತಂತ್ರದ ಬದಲಿಗೆ ರಾಸಾಯನಿಕ ವಿಧಾನವನ್ನು ಬಳಸಿದರು. ಆಗಲೂ ಫಲಿತಾಂಶದಲ್ಲಿ ಯಾವುದೇ ಬದಲಾವಣೆ ಕಂಡು ಬರಲಿಲ್ಲ. " ಕಳೆದ ೮-೯ ವರ್ಷಗಳಿಂದ ತಾವು ಈ ಆಕ್ಸಿಜನ್‌ ಉತ್ಪಾದನೆಯನ್ನು ನಿರ್ಲಕ್ಷಿಸುತ್ತಿರುವುದು ಇದ್ದಕ್ಕಿದ್ದಂತೆ ಸ್ವೀಟ್‌ಮ್ಯಾನ್ಅ ವರ ಗಮನಕ್ಕೆ ಬಂತು  !!!" ಅದುವರೆಗೂ  ತಂಡವು ಲೋಹೀಯ ಖನಿಜದುಂಡೆಗಳ ಸುತ್ತುಮುತ್ತಲಿನ ಸೂಕ್ಷ್ಮಜೀವಿಗಳಿಂದ ಆಕ್ಸಿಜನ್‌ ಉತ್ಪಾದನೆಯಾಗುತ್ತದೆ ಎಂದೇ ನಂಬಿಕೊಂಡಿತ್ತು. ಈಗ ಸೂಕ್ಷ್ಮಜೀವಿಹರ ವಿಷ ಸೇರಿಸಿದಾಗಲೂ ಆಕ್ಸಿಜನ್‌ ಉತ್ಪಾದನೆಯ ಮೇಲೆ ಯಾವುದೇ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರಲಿಲ್ಲ. ಇದು ಜೀವಿಗಳಿಂದ ಆಕ್ಸಿಜನ್‌ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುತ್ತಿಲ್ಲ ಎನ್ನುವುದನ್ನು ಖಾತ್ರಿಪಡಿಸಿತು. 

ಸಂಶೋಧನಾ ತಂಡವು ಲೋಹೀಯ ಖನಿಜದುಂಡೆಗಳು ಇರುವ ಸ್ಥಳಗಳಲ್ಲಿ ಎರಡು ದಿನಗಳಲ್ಲಿ ಆಕ್ಸಿಜನ್‌ ಪ್ರಮಾಣವು ಮೂರು ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚುವುದನ್ನು ದಾಖಲಿಸಿತು. ಇಷ್ಟು ಆಳದಲ್ಲಿನ ಡಾರ್ಕ್‌ ಆಕ್ಸಿಜನ್‌ ಅನ್ನು ಮೊದಲ ಬಾರಿಗೆ 2013 ರಲ್ಲಿ ಪತ್ತೆ ಮಾಡಲಾಯಿತು. ಆದರೆ ಅದು ಅಲ್ಲಿ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುತ್ತಿದೆ ಎಂಬುದಕ್ಕೆ ಸೂಕ್ತ ಪುರಾವೆಗಳು ಈಗಷ್ಟೇ ಲಭಿಸಿವೆ. 

ಚಿತ್ರ ಕೃಪೆ: (https://spectrum.ieee.org/dark-oxygen-deep-sea-mining)
ಗೀಗರ್ ಹೇಳುವಂತೆ,             "ಬಹುಲೋಹೀಯ ಖನಿಜದುಂಡೆಗಳು ಕೋಬಾಲ್ಟ್, ನಿಕಲ್, ತಾಮ್ರ, ಲಿಥಿಯಂ ಮತ್ತು ಮ್ಯಾಂಗನೀಸ್‌ಗಳಂತಹ ಲೋಹಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದು  ಗಾಢಾಂಧಕಾರ ವಲಯದಲ್ಲಿ ಆಕ್ಸಿಜನ್‌ ಅನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತವೆ. ಇವೆಲ್ಲವೂ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾಗುವ ಲೋಹಗಳಾಗಿವೆ." ನಿಮ್ಮ ಮೊಬೈಲ್‌ ಲಿಥಿಯಂ ಬ್ಯಾಟರಿ  ನೆನಪಾಗಿರಬೇಕಲ್ಲ? ಈ ಸಂಶೋಧನಾ ಲೇಖನ ಇತ್ತೀಚೆಗೆ ಜುಲೈ 22 ರಂದು ನೇಚರ್ ಜಿಯೋಸೈನ್ಸ್‌ನಲ್ಲಿ ಪ್ರಕಟವಾಯಿತು. "ಹಲವಾರು ದೊಡ್ಡ ಪ್ರಮಾಣದ ಗಣಿಗಾರಿಕೆ ಕಂಪನಿಗಳು ಈಗ 10,000 ರಿಂದ 20,000 ಅಡಿ ಕೆಳಗಿನ ಸಮುದ್ರದಿಂದ ಈ ಅಮೂಲ್ಯ ಖನಿಜದುಂಡೆಗಳನ್ನು ಸಮುದ್ರದ ತಳದಿಂದ ಹೊರತೆಗೆಯಲು ಹೊರಟಿವೆ.‌ ಈ ರೀತಿಯ ಮಾನವ ಹಸ್ತಕ್ಷೇಪ ಎಲ್ಲಿಗೆ ತಲುಪೀತೋ? ಗಣಿಗಾರಿಕೆಯಿಂದ ಈ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಹೊರತೆಗೆಯುತ್ತಾ ಹೋಗುವ ಕಾರ್ಯವು, ಅಬಿಸ್‌ನಲ್ಲಿರುವ ಸಮುದ್ರದ ಜೀವಿಗಳ ಪ್ರಾಣವಾಯುವಾದ ಆಕ್ಸಿಜನ್‌ನ ಮೂಲವನ್ನೇ ಶಾಶ್ವತವಾಗಿ ನಾಶಪಡಿಸುತ್ತದೆ." ಆಳ ಸಮುದ್ರದ ಗಣಿಗಾರಿಕೆಯಿಂದ ಸಮುದ್ರ ಪರಿಸರದ ನಾಶಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗುವ ಎಲ್ಲಾ ಸಾಧ್ಯತೆಗಳಿವೆ.  

ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಲಿಥಿಯಂ ನ ಪ್ರಮಾಣಿತ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರದ ವಿಭವಂತರ (Standard electrode potential )   -3.05 V ಹಾಗೂ ತಾಮ್ರದ ಪ್ರಮಾಣಿತ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರದ ವಿಭವಾಂತರ +0.34V ಆದರೆ, ಇವೆರಡರ ಸಂಪರ್ಕದಿಂದ  ಉಂಟಾಗುವ ವಿಭವಾಂತರ 3.39V.  ಇದು ನಾವು ಬಳಸುವ ಪೆಂಟಾರ್ಚ್‌ ನ ವಿದ್ಯುತ್‌ ಕೋಶದ ಎರಡರಷ್ಟು!!!

US ನ ನಾರ್ತ್‌ವೆಸ್ಟರ್ನ್ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾನಿಲಯದಲ್ಲಿ ಸಹ-ಲೇಖಕ ಫ್ರಾಂಜ್ ಗೈಗರ್ ತನ್ನ ಪ್ರಯೋಗಾಲಯದಲ್ಲಿ ಮಲ್ಟಿಮೀಟರ್‌ ಬಳಸಿ ಈ ಲೋಹದ ಉಂಡೆಗಳನ್ನು ಪರಿಶೀಲಿಸಿದರು. ಈ ಖನಿಜದುಂಡೆಗಳ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ  0.95V ನಷ್ಟು  ವಿಭವಾಂತರವಿರುವುದು ಕಂಡುಬಂತು. ಸಮುದ್ರದ ನೀರು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಮತ್ತು ಆಕ್ಸಿಜನ್‌ ಆಗಿ ವಿಭಜನೆಗೊಳ್ಳಲು 1.23V ನ ಇನ್‌ಪುಟ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಜೊತೆಗೆ ಸುಮಾರು 0.37V ಯಷ್ಟು ಹೆಚ್ಚುವರಿ ವೋಲ್ಟೇಜ್‌ ಅವಶ್ಯಕ . 

ಹೀಗೆ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನಾ ಕ್ರಿಯೆಯಿಂದ ಸಮುದ್ರದ ಗಾಢ ಅಂಧಕಾರ ವಲಯದಲ್ಲಿ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಆಕ್ಸಿಜನ್‌  ಅನ್ನೇ‌ ಡಾರ್ಕ್‌ ಆಕ್ಸಿಜನ್‌  ಎನ್ನುತ್ತೇವೆ!!! ಇದೇ ಅಬಿಸ್‌ ನ ಜೀವಿಗಳ ಉಸಿರು. ಈ ಸಂಶೋಧನೆ ಭವಿಷ್ಯದಲ್ಲಿ ಯಾವ ಬಗೆಯ ಸಂಚಲನಕ್ಕೆ ಕಾರಣಾವಾಗುತ್ತದೆ ಎನ್ನುವುದನ್ನು ಕಾದು ನೋಡಬೇಕಿದೆ!!!