കാലാവസ്ഥാ വ്യതിയാനത്തിന് മണ്ണ് അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള പരിഹാരത്തിലേക്ക് 

ഒരു പുതിയ പഠനം മണ്ണിലെ ജൈവ തന്മാത്രകളും കളിമൺ ധാതുക്കളും തമ്മിലുള്ള പ്രതിപ്രവർത്തനം പരിശോധിക്കുകയും മണ്ണിൽ സസ്യാധിഷ്ഠിത കാർബണിൻ്റെ കെണിയെ സ്വാധീനിക്കുന്ന ഘടകങ്ങളിലേക്ക് വെളിച്ചം വീശുകയും ചെയ്തു. ജൈവ തന്മാത്രകളിലും കളിമൺ ധാതുക്കളിലും ചാർജ്ജ്, ജൈവ തന്മാത്രകളുടെ ഘടന, മണ്ണിലെ പ്രകൃതിദത്ത ലോഹ ഘടകങ്ങൾ, ജൈവ തന്മാത്രകൾ തമ്മിലുള്ള ജോടിയാക്കൽ എന്നിവ മണ്ണിലെ കാർബൺ വേർതിരിക്കുന്നതിൽ പ്രധാന പങ്ക് വഹിക്കുന്നതായി കണ്ടെത്തി. മണ്ണിൽ പോസിറ്റീവ് ചാർജുള്ള ലോഹ അയോണുകളുടെ സാന്നിധ്യം കാർബൺ ട്രാപ്പിംഗിനെ അനുകൂലിച്ചപ്പോൾ, ജൈവ തന്മാത്രകൾ തമ്മിലുള്ള ഇലക്ട്രോസ്റ്റാറ്റിക് ജോടിയാക്കൽ കളിമൺ ധാതുക്കളിലേക്കുള്ള ജൈവതന്മാത്രകളെ ആഗിരണം ചെയ്യുന്നതിനെ തടയുന്നു. മണ്ണിൽ കാർബൺ കുടുക്കുന്നതിൽ ഏറ്റവും ഫലപ്രദമായ മണ്ണിൻ്റെ രസതന്ത്രം പ്രവചിക്കുന്നതിന് ഈ കണ്ടെത്തലുകൾ സഹായകമാകും, ഇത് അന്തരീക്ഷത്തിലെ കാർബൺ കുറയ്ക്കുന്നതിനും ആഗോളതാപനത്തിനും മണ്ണിനെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള പരിഹാരങ്ങൾക്ക് വഴിയൊരുക്കും. കാലാവസ്ഥാ വ്യതിയാനം.   

കാർബൺ സൈക്കിളിൽ കാർബൺ അന്തരീക്ഷത്തിൽ നിന്ന് ഭൂമിയിലെ സസ്യങ്ങളിലേക്കും മൃഗങ്ങളിലേക്കും തിരികെ അന്തരീക്ഷത്തിലേക്കും നീങ്ങുന്നു. സമുദ്രം, അന്തരീക്ഷം, ജീവജാലങ്ങൾ എന്നിവയാണ് കാർബൺ ചക്രങ്ങൾ കടന്നുപോകുന്ന പ്രധാന ജലസംഭരണികൾ അല്ലെങ്കിൽ സിങ്കുകൾ. ധാരാളം കാർബൺ പാറകൾ, അവശിഷ്ടങ്ങൾ, മണ്ണ് എന്നിവയിൽ സംഭരിക്കുന്നു/തിരിച്ചെടുക്കുന്നു. പാറകളിലും അവശിഷ്ടങ്ങളിലും ചത്ത ജീവികൾ ദശലക്ഷക്കണക്കിന് വർഷങ്ങൾകൊണ്ട് ഫോസിൽ ഇന്ധനങ്ങളായി മാറിയേക്കാം. ഊർജ ആവശ്യങ്ങൾ നിറവേറ്റുന്നതിനായി ഫോസിൽ ഇന്ധനങ്ങൾ കത്തിക്കുന്നത് അന്തരീക്ഷത്തിൽ വലിയ അളവിൽ കാർബൺ പുറത്തുവിടുന്നു, ഇത് അന്തരീക്ഷ കാർബൺ ബാലൻസ് കുറയ്ക്കുകയും ആഗോളതാപനത്തിനും അനന്തരഫലങ്ങൾക്കും കാരണമാവുകയും ചെയ്യുന്നു. കാലാവസ്ഥാ വ്യതിയാനം.  

1.5-ഓടെ ആഗോളതാപനം 2050°C ആയി പരിമിതപ്പെടുത്താനുള്ള ശ്രമങ്ങൾ നടക്കുന്നുണ്ട്. ആഗോളതാപനം 1.5°C ആയി പരിമിതപ്പെടുത്താൻ, 2025-ന് മുമ്പ് ഹരിതഗൃഹ വാതക ഉദ്‌വമനം ഏറ്റവും ഉയർന്നതും 2030-ഓടെ പകുതിയായി കുറയ്ക്കേണ്ടതുമാണ്. ഈ നൂറ്റാണ്ടിൻ്റെ അവസാനത്തോടെ താപനില 1.5 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിലേക്ക് പരിമിതപ്പെടുത്താനുള്ള പാതയിൽ ലോകം എത്തിയിട്ടില്ലെന്ന് വെളിപ്പെടുത്തി. 43-ഓടെ ഹരിതഗൃഹ വാതക ഉദ്‌വമനത്തിൽ 2030% കുറവ് കൈവരിക്കാൻ ഈ പരിവർത്തനം വേഗത്തിലല്ല, അത് നിലവിലെ അഭിലാഷങ്ങൾക്കുള്ളിൽ ആഗോളതാപനം പരിമിതപ്പെടുത്തും. 

ഈ സാഹചര്യത്തിലാണ് മണ്ണിൻ്റെ പങ്ക് ഓർഗാനിക് കാർബൺ (SOC) ൽ കാലാവസ്ഥാ വ്യതിയാനം ആഗോളതാപനത്തോടുള്ള പ്രതികരണമായി കാർബൺ ഉദ്‌വമനത്തിൻ്റെ സാധ്യതയുള്ള സ്രോതസ്സെന്ന നിലയിലും അന്തരീക്ഷ കാർബണിൻ്റെ സ്വാഭാവിക സിങ്കെന്ന നിലയിലും ഇത് പ്രാധാന്യം നേടുന്നു.  

കാർബണിൻ്റെ ചരിത്രപരമായ പൈതൃക ലോഡ് (അതായത്, വ്യാവസായിക വിപ്ലവം ആരംഭിച്ച 1,000 മുതൽ ഏകദേശം 1750 ബില്യൺ ടൺ കാർബൺ ഉദ്‌വമനം) എന്നിരുന്നാലും, ആഗോള താപനിലയിലെ ഏത് വർദ്ധനയ്ക്കും അന്തരീക്ഷത്തിലെ മണ്ണിൽ നിന്ന് കൂടുതൽ കാർബൺ പുറത്തുവിടാനുള്ള കഴിവുണ്ട് അതിനാൽ നിലവിലുള്ളത് സംരക്ഷിക്കേണ്ടത് അത്യാവശ്യമാണ്. മണ്ണ് കാർബൺ സ്റ്റോക്കുകൾ.   

ഒരു സിങ്ക് ആയി മണ്ണ് ഓർഗാനിക് കാർബൺ 

മണ്ണ് ഇപ്പോഴും ഭൂമിയിലെ രണ്ടാമത്തെ വലിയ (സമുദ്രം കഴിഞ്ഞാൽ) സിങ്കാണ് ഓർഗാനിക് കാർബൺ. ഏകദേശം 2,500 ബില്യൺ ടൺ കാർബൺ അതിൽ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു, ഇത് അന്തരീക്ഷത്തിൽ സൂക്ഷിച്ചിരിക്കുന്നതിൻ്റെ പത്തിരട്ടിയാണ്, എന്നിട്ടും അന്തരീക്ഷ കാർബൺ വേർതിരിക്കുന്നതിന് ഇതിന് ഉപയോഗിക്കാത്ത വലിയ ശേഷിയുണ്ട്. വിളനിലങ്ങൾക്ക് 0.90 മുതൽ 1.85 പെറ്റാഗ്രാം വരെ (1 പേജ് = 10) കുടുക്കാൻ കഴിയും.¹⁵ ഗ്രാം) കാർബൺ (Pg C) പ്രതിവർഷം, ഇത് ലക്ഷ്യത്തിൻ്റെ 26-53% ആണ്.4 സംരംഭത്തിന് 1000” (അതായത്, ആഗോള മണ്ണിൻ്റെ 0.4% വാർഷിക വളർച്ചാ നിരക്ക് ഓർഗാനിക് കാർബൺ സ്റ്റോക്കുകൾക്ക് അന്തരീക്ഷത്തിലെ കാർബൺ ഉദ്‌വമനത്തിൻ്റെ നിലവിലെ വർദ്ധനവ് നികത്താനും അത് നിറവേറ്റുന്നതിന് സംഭാവന നൽകാനും കഴിയും കാലാവസ്ഥ ലക്ഷ്യം). എന്നിരുന്നാലും, സസ്യങ്ങളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള കെണിയെ സ്വാധീനിക്കുന്ന ഘടകങ്ങളുടെ പരസ്പരബന്ധം ഓർഗാനിക് മണ്ണിലെ പദാർത്ഥം നന്നായി മനസ്സിലാകുന്നില്ല. 

മണ്ണിൽ കാർബൺ പൂട്ടുന്നതിനെ സ്വാധീനിക്കുന്നതെന്താണ്?  

സസ്യാധിഷ്ഠിതമാണോ എന്ന് നിർണ്ണയിക്കുന്നത് എന്താണെന്ന് പുതിയ പഠനം വെളിച്ചം വീശുന്നു ഓർഗാനിക് ദ്രവ്യം മണ്ണിൽ പ്രവേശിക്കുമ്പോൾ കുടുങ്ങിപ്പോകുമോ അതോ സൂക്ഷ്മാണുക്കൾക്ക് ഭക്ഷണം നൽകുകയും കാർബൺ CO യുടെ രൂപത്തിൽ അന്തരീക്ഷത്തിലേക്ക് തിരികെ നൽകുകയും ചെയ്യുമോ₂. ജൈവ തന്മാത്രകളും കളിമൺ ധാതുക്കളും തമ്മിലുള്ള പ്രതിപ്രവർത്തനം പരിശോധിച്ച ശേഷം, ജൈവ തന്മാത്രകളുടെയും കളിമൺ ധാതുക്കളുടെയും ചാർജ്, ജൈവ തന്മാത്രകളുടെ ഘടന, മണ്ണിലെ സ്വാഭാവിക ലോഹ ഘടകങ്ങൾ, ജൈവ തന്മാത്രകൾ തമ്മിലുള്ള ജോടിയാക്കൽ എന്നിവ മണ്ണിലെ കാർബൺ വേർതിരിക്കുന്നതിൽ പ്രധാന പങ്ക് വഹിക്കുന്നതായി ഗവേഷകർ കണ്ടെത്തി.  

കളിമൺ ധാതുക്കളും വ്യക്തിഗത ജൈവ തന്മാത്രകളും തമ്മിലുള്ള പ്രതിപ്രവർത്തനം പരിശോധിച്ചപ്പോൾ, ബന്ധനം പ്രവചിക്കാവുന്നതാണെന്ന് കണ്ടെത്തി. കളിമൺ ധാതുക്കൾ നെഗറ്റീവ് ചാർജുള്ളതിനാൽ, പോസിറ്റീവ് ചാർജുള്ള ഘടകങ്ങളുള്ള (ലൈസിൻ, ഹിസ്റ്റിഡിൻ, ത്രിയോണിൻ) ജൈവ തന്മാത്രകൾക്ക് ശക്തമായ ബൈൻഡിംഗ് അനുഭവപ്പെട്ടു. പോസിറ്റീവ് ചാർജുള്ള ഘടകങ്ങളെ നെഗറ്റീവ് ചാർജുള്ള കളിമൺ ധാതുക്കളുമായി വിന്യസിക്കാൻ ഒരു ബയോമോളിക്യൂൾ വഴക്കമുള്ളതാണോ എന്നതും ബൈൻഡിംഗിനെ സ്വാധീനിക്കുന്നു.  

ഇലക്ട്രോസ്റ്റാറ്റിക് ചാർജിനും ജൈവ തന്മാത്രകളുടെ ഘടനാപരമായ സവിശേഷതകൾക്കും പുറമേ, മണ്ണിലെ സ്വാഭാവിക ലോഹ ഘടകങ്ങൾ പാലം രൂപീകരണത്തിലൂടെ ബന്ധിപ്പിക്കുന്നതിൽ പ്രധാന പങ്ക് വഹിക്കുന്നതായി കണ്ടെത്തി. ഉദാഹരണത്തിന്, പോസിറ്റീവ് ചാർജുള്ള മഗ്നീഷ്യവും കാൽസ്യവും, നെഗറ്റീവ് ചാർജ്ജ് ചെയ്ത ജൈവ തന്മാത്രകൾക്കും കളിമൺ ധാതുക്കൾക്കും ഇടയിൽ ഒരു പാലം ഉണ്ടാക്കി, മണ്ണിലെ സ്വാഭാവിക ലോഹ ഘടകങ്ങൾ മണ്ണിൽ കാർബൺ കെണിയെ സുഗമമാക്കുമെന്ന് നിർദ്ദേശിക്കുന്നു.  

മറുവശത്ത്, ജൈവ തന്മാത്രകൾ തമ്മിലുള്ള ഇലക്ട്രോസ്റ്റാറ്റിക് ആകർഷണം ബൈൻഡിംഗിനെ പ്രതികൂലമായി ബാധിച്ചു. വാസ്തവത്തിൽ, ജൈവ തന്മാത്രകൾ തമ്മിലുള്ള ആകർഷണ ഊർജ്ജം കളിമൺ ധാതുവിലേക്ക് ഒരു ബയോമോളിക്യൂളിനെ ആകർഷിക്കുന്നതിനേക്കാൾ ഉയർന്നതാണെന്ന് കണ്ടെത്തി. കളിമണ്ണിലേക്കുള്ള ജൈവ തന്മാത്രകളുടെ ആഗിരണം കുറയുന്നു എന്നാണ് ഇതിനർത്ഥം. അങ്ങനെ, മണ്ണിൽ പോസിറ്റീവ് ചാർജുള്ള ലോഹ അയോണുകളുടെ സാന്നിധ്യം കാർബൺ ട്രാപ്പിംഗിന് അനുകൂലമായപ്പോൾ, ജൈവതന്മാത്രകൾ തമ്മിലുള്ള ഇലക്ട്രോസ്റ്റാറ്റിക് ജോടിയാക്കൽ ജൈവതന്മാത്രകളെ കളിമൺ ധാതുക്കളിലേക്ക് ആഗിരണം ചെയ്യുന്നതിനെ തടയുന്നു.  

എങ്ങനെ എന്നതിനെക്കുറിച്ചുള്ള ഈ പുതിയ കണ്ടെത്തലുകൾ ഓർഗാനിക് കാർബൺ ജൈവതന്മാത്രകൾ മണ്ണിലെ കളിമൺ ധാതുക്കളുമായി ബന്ധിപ്പിക്കുന്നത് കാർബൺ ട്രാപ്പിംഗിന് അനുകൂലമായി മണ്ണിൻ്റെ രാസഘടനയെ അനുയോജ്യമായി പരിഷ്കരിക്കാൻ സഹായിക്കും, അങ്ങനെ മണ്ണ് അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള പരിഹാരങ്ങൾക്ക് വഴിയൊരുക്കും. കാലാവസ്ഥാ വ്യതിയാനം. 

*** 

അവലംബം:  

1. Zomer, RJ, Bossio, DA, Sommer, R. et al. ക്രോപ്ലാൻഡ് മണ്ണിൽ വർദ്ധിച്ച ജൈവ കാർബണിൻ്റെ ആഗോള സീക്വസ്ട്രേഷൻ സാധ്യത. ശാസ്ത്ര പ്രതിനിധി 7, 15554 (2017). https://doi.org/10.1038/s41598-017-15794-8 

2. റമ്പൽ, സി., അമിറസ്ലാനി, എഫ്., ചേനു, സി. തുടങ്ങിയവർ. 4p1000 സംരംഭം: ഒരു സുസ്ഥിര വികസന തന്ത്രമായി മണ്ണിൻ്റെ ജൈവ കാർബൺ വേർതിരിക്കൽ നടപ്പിലാക്കുന്നതിനുള്ള അവസരങ്ങളും പരിമിതികളും വെല്ലുവിളികളും. അംബിയോ 49, 350–360 (2020). https://doi.org/10.1007/s13280-019-01165-2  

3. വാങ് ജെ., വിൽസൺ ആർ.എസ്., അരിസ്റ്റിൽഡ് എൽ., 2024. വാട്ടർ-ക്ലേ ഇൻ്റർഫേസുകളിലെ ജൈവ തന്മാത്രകളുടെ അഡ്സോർപ്ഷൻ ശ്രേണിയിൽ ഇലക്ട്രോസ്റ്റാറ്റിക് കപ്ലിംഗും വാട്ടർ ബ്രിഡ്ജിംഗും. PNAS. 8 ഫെബ്രുവരി 2024.121 (7) e2316569121. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.2316569121  

***