जिन्कगो के पत्ते वैज्ञानिकों को प्राचीन जलवायु को समझने में मदद करते हैं

रिचर्ड बार्कले ने स्मिथसोनियन प्राकृतिक इतिहास संग्रहालय के अभिलेखागार में एक धातु की दराज खोली है जिसमें लगभग 100 मिलियन वर्ष पुराने जीवाश्म हैं। उनकी उम्र के बावजूद, ये चट्टानें नाजुक नहीं हैं। भूविज्ञानी और वनस्पतिशास्त्री उन्हें आकस्मिक रूप से आसानी से संभालते हैं, एक को अपनी हथेली में रखते हुए बारीकी से जांच करते हैं। प्राचीन चट्टान में एंबेडेड एक त्रिकोणीय पत्ती है जिसमें गोल ऊपरी भाग होते हैं। यह पत्ता उस समय एक पेड़ से गिर गया था जब टी-रेक्स और ट्राइसेराटॉप्स प्रागैतिहासिक जंगलों में घूमते थे, लेकिन पौधे तुरंत पहचानने योग्य होता है। “आप बता सकते हैं कि यह जिन्कगो है, यह एक अनूठी आकृति है,” बार्कले ने कहा। “यह कई लाखों वर्षों में ज्यादा नहीं बदला है।”

जिन्कगो पेड़ों के बारे में भी खास बात यह है कि उनके जीवाश्म अक्सर वास्तविक पौधों की सामग्री को संरक्षित करते हैं, न कि केवल एक पत्ते की छाप। और कार्बनिक पदार्थों की वह पतली चादर प्राचीन जलवायु प्रणाली को समझने की कुंजी हो सकती है – और हमारे गर्म ग्रह के संभावित भविष्य को।

लेकिन बार्कले और उनकी टीम को प्राचीन पत्ते में निहित जानकारी को पढ़ने के लिए सबसे पहले पौधे के कोड को क्रैक करना होगा। येल विश्वविद्यालय के जीवाश्म विज्ञानी पीटर क्रेन ने कहा, “जिन्कगो एक बहुत ही अनोखा समय कैप्सूल है।” जैसा कि उन्होंने प्लांट पर अपनी पुस्तक “जिन्कगो” में लिखा है, “यह कल्पना करना कठिन है कि ये पेड़, जो अब कारों और यात्रियों से ऊपर हैं, डायनासोर के साथ बड़े हुए हैं और 200 मिलियन वर्षों तक लगभग अपरिवर्तित रहे हैं।”

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– स्मिथसोनियन का NMNH (@NMNH) 2 अगस्त, 2019

यदि किसी प्राचीन जंगल में एक पेड़ गिर जाता है, तो वह आज के वैज्ञानिकों को क्या बता सकता है? एरिज़ोना विश्वविद्यालय के एक जलवायु शोधकर्ता केविन एंचुकाइटिस ने कहा, “वैज्ञानिकों ने अतीत में पीछे देखने का कारण यह समझना है कि भविष्य में क्या हो रहा है।” “हम यह समझना चाहते हैं कि अतीत में ग्रह ने जलवायु में बड़े पैमाने पर परिवर्तन के लिए कैसे प्रतिक्रिया दी है – पारिस्थितिक तंत्र कैसे बदल गया, महासागर रसायन विज्ञान और समुद्र का स्तर कैसे बदल गया, जंगलों ने कैसे काम किया।”

वैज्ञानिकों के लिए विशेष रुचि “हॉथहाउस” अवधि है जब उनका मानना ​​​​है कि कार्बन का स्तर और तापमान आज की तुलना में काफी अधिक था। ऐसा ही एक समय देर से क्रेतेसियस काल (66 मिलियन से 100 मिलियन वर्ष पूर्व) के दौरान हुआ, एक उल्का पृथ्वी पर गिरने से पहले डायनासोर का अंतिम युग और अधिकांश प्रजातियां विलुप्त हो गईं। जॉर्जिया इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी के एक जलवायु वैज्ञानिक किम कॉब कहते हैं, होथहाउस जलवायु के बारे में अधिक जानने से वैज्ञानिकों को भविष्य के अनुमान के लिए जलवायु मॉडल की सटीकता का परीक्षण करने के लिए मूल्यवान डेटा मिलता है।

लेकिन सुदूर अतीत के बारे में जलवायु की जानकारी सीमित है। प्राचीन बर्फ के कोर में फंसे हवाई बुलबुले वैज्ञानिकों को प्राचीन कार्बन डाइऑक्साइड के स्तर का अध्ययन करने की अनुमति देते हैं, लेकिन वे केवल लगभग 800,000 साल पीछे जाते हैं। यहीं से स्मिथसोनियन के जिन्कगो पत्तों का संग्रह आता है। गलियारों के एक युद्ध के नीचे, बार्कले सहस्राब्दियों में हॉप करता है – जैसा कि केवल एक संग्रहालय में संभव है – 19 वीं शताब्दी तक, जब औद्योगिक क्रांति ने जलवायु को बदलना शुरू कर दिया था।

एक कैबिनेट से, वह कागज की चादरें निकालता है जहां विक्टोरियन-युग के वैज्ञानिकों ने अपने समय के वनस्पति उद्यान से जिन्कगो के पत्तों को टेप और बांध दिया था। कई नमूनों में 22 अगस्त, 1896 को दिनांकित एक सहित सुंदर कर्सिव में लेबल लिखे गए हैं। पत्ती का आकार लगभग 100 मिलियन वर्ष पहले के जीवाश्म के समान है, और एक आधुनिक पत्ती बार्कले के हाथ में है। लेकिन एक मुख्य अंतर माइक्रोस्कोप से देखा जा सकता है – हवा में कार्बन बदलने के लिए पत्ती ने कैसे प्रतिक्रिया दी है। पत्ती के नीचे के छोटे छिद्रों को कार्बन डाइऑक्साइड लेने और पानी को सांस लेने के लिए व्यवस्थित किया जाता है, जिससे पौधे को सूर्य के प्रकाश को ऊर्जा में बदलने की अनुमति मिलती है। जब हवा में बहुत अधिक कार्बन होता है, तो पौधे को आवश्यक कार्बन को अवशोषित करने के लिए कम छिद्रों की आवश्यकता होती है। जब कार्बन का स्तर गिरता है, तो पत्तियाँ क्षतिपूर्ति करने के लिए अधिक छिद्र उत्पन्न करती हैं।

आज, वैज्ञानिक जानते हैं कि वातावरण में कार्बन डाइऑक्साइड का वैश्विक औसत स्तर लगभग 410 भाग प्रति मिलियन है – और बार्कले जानता है कि यह पत्ती कैसी दिखती है। विक्टोरियन वानस्पतिक चादरों के लिए धन्यवाद, वह जानता है कि मनुष्यों द्वारा ग्रह के वातावरण को महत्वपूर्ण रूप से बदलने से पहले जिन्कगो के पत्ते कैसे दिखते थे। अब वह जानना चाहता है कि जिन्कगो के जीवाश्म के पत्तों में कौन से छिद्र उसे 100 मिलियन वर्ष पहले के वातावरण के बारे में बता सकते हैं। लेकिन पहले उसे एक कोडब्रेकर की जरूरत है, एक अनुवाद पत्रक – प्राचीन वातावरण की लिखावट को समझने के लिए एक रोसेटा पत्थर की तरह।

इसलिए वह मैरीलैंड में वन समाशोधन में एक प्रयोग चला रहे हैं। इस साल की शुरुआत में एक सुबह, बार्कले और परियोजना सहायक बेन लॉयड ने प्लास्टिक शीटिंग के खुले शीर्ष वाले बाड़ों के भीतर जिन्कगो पेड़ों की पंक्तियों को झुकाया जो उन्हें बारिश, सूरज की रोशनी और बदलते मौसम में उजागर करते हैं। “हम उन्हें इस तरह से विकसित कर रहे हैं ताकि पौधे प्राकृतिक चक्रों का अनुभव करें,” बार्कले ने कहा। शोधकर्ता प्रत्येक कक्ष में पंप किए गए कार्बन डाइऑक्साइड को समायोजित करते हैं, और बाहर एक इलेक्ट्रॉनिक मॉनिटर हर पांच सेकंड में स्तरों को चमकता है। कुछ पेड़ कार्बन डाइऑक्साइड के वर्तमान स्तर पर बढ़ रहे हैं। अन्य काफी ऊंचे स्तर पर बढ़ रहे हैं, सुदूर अतीत या शायद भविष्य में अनुमानित स्तर।

“हम एनालॉग्स की तलाश कर रहे हैं – हमें तुलना करने के लिए कुछ चाहिए,” बार्कले ने कहा। यदि प्रयोग में पत्तियाँ कैसी दिखती हैं और जीवाश्म पत्तियाँ कैसी दिखती हैं, के बीच एक मेल है, तो यह शोधकर्ताओं को प्राचीन वातावरण के लिए एक मोटा मार्गदर्शक देगा। वे यह भी अध्ययन कर रहे हैं कि जब पेड़ सुपर-चार्ज वातावरण में बढ़ते हैं तो क्या होता है, और उन्होंने पाया कि अधिक कार्बन डाइऑक्साइड उन्हें तेजी से विकसित करता है। लेकिन बार्कले कहते हैं, “यदि पौधे बहुत तेज़ी से बढ़ते हैं, तो वे गलतियाँ करने की अधिक संभावना रखते हैं और क्षति के प्रति अधिक संवेदनशील होते हैं … यह एक रेस कार चालक की तरह है जो उच्च गति पर रेल से दूर जाने की अधिक संभावना है।”

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