सागर भस्मे
मागील लेखात आपण पृथ्वीवरील महासागर, त्यांची घनता, सागरी प्रवाह, क्षारता, महासागराचे तापमान यांची माहिती घेतली. या लेखातून आपण पर्यावरणाला प्रतिकूल असणाऱ्या बदलांपैकी एक बदल म्हणजे महासागर आम्लीकरण याबाबत जाणून घेऊ.
महासागर आम्लीकरण म्हणजे काय?
महासागर आम्लीकरण म्हणजे पृथ्वीच्या महासागराच्या पीएच (pH) मध्ये होणारी घट. त्यामुळे पीएच स्केल समजून घेणे गरजेचे आहे. पीएच स्केल हे हायड्रोजन आयन एकाग्रतेचे प्रमाण सांगते. pH स्केल ० ते १४ पर्यंत असते. ७ हे एक तटस्थ (Neutral) pH आहे. शुद्ध पाण्याचा pH ७ असतो. ७ पेक्षा जास्त pH असलेली कोणतीही गोष्ट आम्लारी (किंवा क्षारीय) असते आणि ७ पेक्षा कमी pH असलेली कोणतीही गोष्ट आम्लीय असते.
हेही वाचा – UPSC-MPSC : १९८६ साली पारित करण्यात आलेला पर्यावरण संरक्षण कायदा काय आहे? त्याची वैशिष्ट्ये कोणती?
कार्बन डाय-ऑक्साइड आणि समुद्राचे पाणी
वातावरणात नैसर्गिकरीत्या असलेला कार्बन डाय-ऑक्साइड (CO2) समुद्राच्या पाण्यात विरघळतो. पाणी आणि कार्बन डाय-ऑक्साइड एकत्र होऊन कार्बनिक अॅसिड (H2CO3) बनवतात. हे अॅसिड हायड्रोजन आयन (H+) आणि बायकार्बोनेट आयन (HCO3´¯) मध्ये विभाजित (किंवा पृथक्करण) होते. त्यामुळे समुद्राच्या पाण्यातील H+ आयन वाढून पाण्याची आम्लता वाढते.
वातावरणातील कार्बन डाय-ऑक्साइडच्या मानव-चालीत वाढीव पातळीमुळे महासागरात अधिक CO2 विरघळत आहे. महासागराचा सरासरी pH आता ८.१ च्या आसपास आहे; जो आम्लारी (किंवा क्षारीय/बेसिक) आहे. परंतु, जसजसा महासागर अधिक CO2 शोषत राहून, pH कमी होतो तसतसा महासागर अधिक आम्लीय (अॅसिडिक) बनतो. पाण्यामध्ये शोषलेल्या कार्बन डाय-ऑक्साइडच्या उच्च सांद्रतेमुळे (Concentration) समुद्रातील आम्लीकरण वाढते. या परिणामामुळे केवळ सागरी जीवनावरच नव्हे, तर संपूर्ण मानवतेवरही दूरगामी परिणाम होऊ शकतात. कारण- पृथ्वीवरील तापमान नियंत्रित करण्यात महासागर महत्त्वाची भूमिका बजावतात.
औद्योगिक क्रांती सुरू झाल्यापासून २०० वर्षांहून अधिक वर्षांत मानवी कृतींमुळे वातावरणातील कार्बन डाय-ऑक्साइड (CO2) चे प्रमाण वाढले आहे. या काळात पृष्ठभागावरील महासागराच्या पाण्याचा pH ०.१ pH एककांनी कमी झाला आहे. हे कदाचित जास्त वाटणार नाही; परंतु pH स्केल लॉगऱ्हिदमिक आहे. म्हणून हा बदल आम्लतेमध्ये अंदाजे ३० टक्के वाढ दर्शवतो. वातावरणात सोडल्या जाणार्‍या कार्बन डाय-ऑक्साइड (CO2)पैकी सुमारे ३०% कार्बन डाय-ऑक्साइड महासागर शोषून घेतो. जीवाश्म इंधन जाळणे (उदा. कार्बन उत्सर्जन) आणि बदलत्या जमिनीचा वापर (उदा. जंगलतोड) यांसारख्या मानवी क्रियाकलापांमुळे वातावरणातील CO2 ची पातळी वाढत असताना, समुद्राद्वारे शोषलेल्या कार्बन डाय-ऑक्साइडचे प्रमाणदेखील वाढते. जेव्हा CO2 समुद्राच्या पाण्याद्वारे शोषला जातो, तेव्हा रासायनिक अभिक्रिया होतात; ज्यामुळे हायड्रोजन आयनांची सांद्रता (concentration) वाढते. या प्रक्रियेचा महासागर आणि तेथे राहणार्‍या प्राण्यांवर दूरगामी परिणाम होतो.
शेल बिल्डर्सवर महासागरातील आम्लीकरणाचे परिणाम :
महासागरातील आम्लीकरण आधीच समुद्राच्या अनेक प्रजातींवर परिणाम करीत आहे. विशेषत: ऑयस्टर आणि कोरल पोलिप्स (प्रवाळ भित्तिका) यांसारख्या जीवांवर जे समुद्राच्या पाण्यापासून कॅल्शियम आणि कार्बोनेट एकत्र करून कठोर कवच आणि सांगाडे बनवतात, यांच्यावर घातक परिणाम होत आहे. तथापि, जसजसे महासागरातील आम्लीकरण वाढते, उपलब्ध कार्बोनेट आयन (CO3-) अतिरिक्त हायड्रोजनशी जोडले जातात. परिणामी कॅल्सिफायिंग जीवांना त्यांचे कवच, सांगाडा आणि इतर कॅल्शियम कार्बोनेट संरचना तयार करण्यासाठी आणि राखण्यासाठी कमी कार्बोनेट आयन उपलब्ध होतात. जर पीएच खूप कमी झाला, तर शेल आणि सांगाडे विरघळूही शकतात.
मासे आणि समुद्री शैवालांवर परिणाम :
महासागर रसायनशास्त्रातील बदल नॉन-कॅल्सिफायिंग जीवांच्या वर्तनावरही परिणाम करतात. काही माशांची, जसे की, क्लाउनफिश; भक्षक शोधण्याची क्षमता अधिक आम्लीय पाण्यात कमी होते. अभ्यासातून असे दिसून आले आहे की, कमी झालेली pH पातळी लार्व्हा क्लाउनफिशच्या योग्य निवासस्थान शोधण्याच्या क्षमतेवरही परिणाम करते. जर या जीवांना धोका झाला, तर संपूर्ण अन्न जाळेदेखील धोक्यात येऊ शकते.
काही प्रजातींना महासागरातील आम्लीकरणामुळे इजा होईल; परंतु एकपेशीय वनस्पती आणि सीग्रास यांना समुद्रातील उच्च CO2 स्थितीचा फायदा होऊ शकतो. कारण- त्यांना जमिनीवरील वनस्पतींप्रमाणेच प्रकाशसंश्लेषणासाठी CO2 आवश्यक आहे.
सागरी आम्लीकरणाचा सध्या किनारी खाड्या आणि जलमार्गांसह संपूर्ण महासागरावर परिणाम होत आहे. जगभरातील अब्जावधी लोक प्रथिनांचा प्राथमिक स्रोत म्हणून समुद्रातून मिळणाऱ्या अन्नावर अवलंबून असतात. तसेच जगभरातील अनेक नोकर्‍या आणि अर्थव्यवस्था समुद्रात राहणार्‍या माशांवर आणि शेलफिशवर अवलंबून आहेत.
हेही वाचा – UPSC-MPSC : नागरी पर्यावरणशास्त्र ही संकल्पना काय? त्याची उद्दिष्टे कोणती?
महासागरातील आम्लीकरणाशी लढण्यासाठी आखलेली धोरणे (Policies to Fight Ocean Acidification) :
भविष्यातील कार्बनडायऑक्साईडच्या पातळीचा अंदाज असे दर्शवितो की, या शतकाच्या (२१ व्या) अखेरीस समुद्राच्या पृष्ठभागाच्या पाण्याचा पीएच ७.८ च्या आसपास असू शकतो. महासागर आम्लीकरण हा जागतिक हवामान बदलाचा एक पैलू आहे. आज हवामानातील बदल कमी करण्यासाठी आपण जे काही करतो, त्याचा भविष्यातील महासागरालाही फायदा होईल. त्यामुळे महासागर आम्लीकरण कमी करण्यासाठी आवश्यक ते उपाय योजण्याची गरज आहे. त्याकरिता जगभरात आखल्या जात असलेल्या योजना पुढीलप्रमाणे :
१) महासागर विज्ञान समुदायामध्ये महासागरातील आम्लीकरणाच्या संभाव्य प्रभावांचा अभ्यास करण्यावर जास्त लक्ष केंद्रित केले गेले आहे.
२) National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) चा महासागर आम्लीकरणासंदर्भातील कार्यक्रम शास्त्रज्ञ, संसाधन व्यवस्थापक, धोरण निर्माते व जनता यांच्यात संबंध निर्माण करण्यासाठी काम करतो; ज्यामुळे मत्स्यपालन व कोरल रीफ यांसारख्या आर्थिक व पर्यावरणीयदृष्ट्या महत्त्वपूर्ण परिसंस्थांवर सागरी रसायनशास्त्राच्या बदलत्या परिणामांचे संशोधन आणि निरीक्षण करता येईल.
३) महासागर आम्लीकरण ही एक समस्या आहे; जी सागरी परिसंस्थेवर, तसेच ऑयस्टर फार्मसारख्या व्यावसायिक उद्योगांवर परिणाम करते. हा विषय फूड वेब्स आणि इकोसिस्टीम हवामान बदल आणि CO2 उत्सर्जनाचे पर्यावरणीय परिणाम व वास्तविक जीवनातील अनुप्रयोगांसंबंधी रसायनशास्त्राच्या धड्यांसह शिकवला जाऊ शकतो; ज्यामुळे लोकांमध्ये जागरूकता निर्माण होईल.
४) आंतरराष्ट्रीय प्रयत्न, जसे की, युनायटेड नेशन कार्टाजेना कन्व्हेन्शन (१९८६ मध्ये अमलात आले), प्रादेशिक सरकारांनी सागरी आम्लीकरणासाठी अत्यंत असुरक्षित भागात दिलेला पाठिंबा वाढवण्यासाठी महत्त्वपूर्ण आहेत.
५) शाश्वत विकास ध्येय १४, २०१५ मध्ये, युनायटेड नेशन्सने २०३० अजेंडा आणि १७ शाश्वत विकास उद्दिष्टे (SDG) चा संच स्वीकारला; ज्यामध्ये महासागराला समर्पित उद्दिष्ट, शाश्वत विकास लक्ष्य क्रमांक १४ आहे. त्यामध्ये महासागर, समुद्र यांचे संरक्षण आणि शाश्वत वापर करण्याचे आवाहन करण्यात आले आहे.
६) यूएन महासागर दशक (UN Ocean Decade) मध्ये Ocean Acidification Research for Sustainability नावाचा कार्यक्रम आहे. हे ग्लोबल ओशन अॅसिडिफिकेशन ऑब्झर्व्हिंग नेटवर्क (GOA-ON) व त्याच्या भागीदारांद्वारे प्रस्तावित केले गेले होते आणि शाश्वत विकासासाठी UN दशकाच्या महासागर विज्ञान कार्यक्रमाच्या रूपात औपचारिकपणे याला मान्यता देण्यात आली असून, त्याद्वारे महासागरी शाश्वतता ठेवण्यात प्रयत्न केले जात आहेत.
मागील लेखात आपण पृथ्वीवरील महासागर, त्यांची घनता, सागरी प्रवाह, क्षारता, महासागराचे तापमान यांची माहिती घेतली. या लेखातून आपण पर्यावरणाला प्रतिकूल असणाऱ्या बदलांपैकी एक बदल म्हणजे महासागर आम्लीकरण याबाबत जाणून घेऊ.
महासागर आम्लीकरण म्हणजे काय?
महासागर आम्लीकरण म्हणजे पृथ्वीच्या महासागराच्या पीएच (pH) मध्ये होणारी घट. त्यामुळे पीएच स्केल समजून घेणे गरजेचे आहे. पीएच स्केल हे हायड्रोजन आयन एकाग्रतेचे प्रमाण सांगते. pH स्केल ० ते १४ पर्यंत असते. ७ हे एक तटस्थ (Neutral) pH आहे. शुद्ध पाण्याचा pH ७ असतो. ७ पेक्षा जास्त pH असलेली कोणतीही गोष्ट आम्लारी (किंवा क्षारीय) असते आणि ७ पेक्षा कमी pH असलेली कोणतीही गोष्ट आम्लीय असते.
हेही वाचा – UPSC-MPSC : १९८६ साली पारित करण्यात आलेला पर्यावरण संरक्षण कायदा काय आहे? त्याची वैशिष्ट्ये कोणती?
कार्बन डाय-ऑक्साइड आणि समुद्राचे पाणी
वातावरणात नैसर्गिकरीत्या असलेला कार्बन डाय-ऑक्साइड (CO2) समुद्राच्या पाण्यात विरघळतो. पाणी आणि कार्बन डाय-ऑक्साइड एकत्र होऊन कार्बनिक अॅसिड (H2CO3) बनवतात. हे अॅसिड हायड्रोजन आयन (H+) आणि बायकार्बोनेट आयन (HCO3´¯) मध्ये विभाजित (किंवा पृथक्करण) होते. त्यामुळे समुद्राच्या पाण्यातील H+ आयन वाढून पाण्याची आम्लता वाढते.
वातावरणातील कार्बन डाय-ऑक्साइडच्या मानव-चालीत वाढीव पातळीमुळे महासागरात अधिक CO2 विरघळत आहे. महासागराचा सरासरी pH आता ८.१ च्या आसपास आहे; जो आम्लारी (किंवा क्षारीय/बेसिक) आहे. परंतु, जसजसा महासागर अधिक CO2 शोषत राहून, pH कमी होतो तसतसा महासागर अधिक आम्लीय (अॅसिडिक) बनतो. पाण्यामध्ये शोषलेल्या कार्बन डाय-ऑक्साइडच्या उच्च सांद्रतेमुळे (Concentration) समुद्रातील आम्लीकरण वाढते. या परिणामामुळे केवळ सागरी जीवनावरच नव्हे, तर संपूर्ण मानवतेवरही दूरगामी परिणाम होऊ शकतात. कारण- पृथ्वीवरील तापमान नियंत्रित करण्यात महासागर महत्त्वाची भूमिका बजावतात.
औद्योगिक क्रांती सुरू झाल्यापासून २०० वर्षांहून अधिक वर्षांत मानवी कृतींमुळे वातावरणातील कार्बन डाय-ऑक्साइड (CO2) चे प्रमाण वाढले आहे. या काळात पृष्ठभागावरील महासागराच्या पाण्याचा pH ०.१ pH एककांनी कमी झाला आहे. हे कदाचित जास्त वाटणार नाही; परंतु pH स्केल लॉगऱ्हिदमिक आहे. म्हणून हा बदल आम्लतेमध्ये अंदाजे ३० टक्के वाढ दर्शवतो. वातावरणात सोडल्या जाणार्‍या कार्बन डाय-ऑक्साइड (CO2)पैकी सुमारे ३०% कार्बन डाय-ऑक्साइड महासागर शोषून घेतो. जीवाश्म इंधन जाळणे (उदा. कार्बन उत्सर्जन) आणि बदलत्या जमिनीचा वापर (उदा. जंगलतोड) यांसारख्या मानवी क्रियाकलापांमुळे वातावरणातील CO2 ची पातळी वाढत असताना, समुद्राद्वारे शोषलेल्या कार्बन डाय-ऑक्साइडचे प्रमाणदेखील वाढते. जेव्हा CO2 समुद्राच्या पाण्याद्वारे शोषला जातो, तेव्हा रासायनिक अभिक्रिया होतात; ज्यामुळे हायड्रोजन आयनांची सांद्रता (concentration) वाढते. या प्रक्रियेचा महासागर आणि तेथे राहणार्‍या प्राण्यांवर दूरगामी परिणाम होतो.
शेल बिल्डर्सवर महासागरातील आम्लीकरणाचे परिणाम :
महासागरातील आम्लीकरण आधीच समुद्राच्या अनेक प्रजातींवर परिणाम करीत आहे. विशेषत: ऑयस्टर आणि कोरल पोलिप्स (प्रवाळ भित्तिका) यांसारख्या जीवांवर जे समुद्राच्या पाण्यापासून कॅल्शियम आणि कार्बोनेट एकत्र करून कठोर कवच आणि सांगाडे बनवतात, यांच्यावर घातक परिणाम होत आहे. तथापि, जसजसे महासागरातील आम्लीकरण वाढते, उपलब्ध कार्बोनेट आयन (CO3-) अतिरिक्त हायड्रोजनशी जोडले जातात. परिणामी कॅल्सिफायिंग जीवांना त्यांचे कवच, सांगाडा आणि इतर कॅल्शियम कार्बोनेट संरचना तयार करण्यासाठी आणि राखण्यासाठी कमी कार्बोनेट आयन उपलब्ध होतात. जर पीएच खूप कमी झाला, तर शेल आणि सांगाडे विरघळूही शकतात.
मासे आणि समुद्री शैवालांवर परिणाम :
महासागर रसायनशास्त्रातील बदल नॉन-कॅल्सिफायिंग जीवांच्या वर्तनावरही परिणाम करतात. काही माशांची, जसे की, क्लाउनफिश; भक्षक शोधण्याची क्षमता अधिक आम्लीय पाण्यात कमी होते. अभ्यासातून असे दिसून आले आहे की, कमी झालेली pH पातळी लार्व्हा क्लाउनफिशच्या योग्य निवासस्थान शोधण्याच्या क्षमतेवरही परिणाम करते. जर या जीवांना धोका झाला, तर संपूर्ण अन्न जाळेदेखील धोक्यात येऊ शकते.
काही प्रजातींना महासागरातील आम्लीकरणामुळे इजा होईल; परंतु एकपेशीय वनस्पती आणि सीग्रास यांना समुद्रातील उच्च CO2 स्थितीचा फायदा होऊ शकतो. कारण- त्यांना जमिनीवरील वनस्पतींप्रमाणेच प्रकाशसंश्लेषणासाठी CO2 आवश्यक आहे.
सागरी आम्लीकरणाचा सध्या किनारी खाड्या आणि जलमार्गांसह संपूर्ण महासागरावर परिणाम होत आहे. जगभरातील अब्जावधी लोक प्रथिनांचा प्राथमिक स्रोत म्हणून समुद्रातून मिळणाऱ्या अन्नावर अवलंबून असतात. तसेच जगभरातील अनेक नोकर्‍या आणि अर्थव्यवस्था समुद्रात राहणार्‍या माशांवर आणि शेलफिशवर अवलंबून आहेत.
हेही वाचा – UPSC-MPSC : नागरी पर्यावरणशास्त्र ही संकल्पना काय? त्याची उद्दिष्टे कोणती?
महासागरातील आम्लीकरणाशी लढण्यासाठी आखलेली धोरणे (Policies to Fight Ocean Acidification) :
भविष्यातील कार्बनडायऑक्साईडच्या पातळीचा अंदाज असे दर्शवितो की, या शतकाच्या (२१ व्या) अखेरीस समुद्राच्या पृष्ठभागाच्या पाण्याचा पीएच ७.८ च्या आसपास असू शकतो. महासागर आम्लीकरण हा जागतिक हवामान बदलाचा एक पैलू आहे. आज हवामानातील बदल कमी करण्यासाठी आपण जे काही करतो, त्याचा भविष्यातील महासागरालाही फायदा होईल. त्यामुळे महासागर आम्लीकरण कमी करण्यासाठी आवश्यक ते उपाय योजण्याची गरज आहे. त्याकरिता जगभरात आखल्या जात असलेल्या योजना पुढीलप्रमाणे :
१) महासागर विज्ञान समुदायामध्ये महासागरातील आम्लीकरणाच्या संभाव्य प्रभावांचा अभ्यास करण्यावर जास्त लक्ष केंद्रित केले गेले आहे.
२) National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) चा महासागर आम्लीकरणासंदर्भातील कार्यक्रम शास्त्रज्ञ, संसाधन व्यवस्थापक, धोरण निर्माते व जनता यांच्यात संबंध निर्माण करण्यासाठी काम करतो; ज्यामुळे मत्स्यपालन व कोरल रीफ यांसारख्या आर्थिक व पर्यावरणीयदृष्ट्या महत्त्वपूर्ण परिसंस्थांवर सागरी रसायनशास्त्राच्या बदलत्या परिणामांचे संशोधन आणि निरीक्षण करता येईल.
३) महासागर आम्लीकरण ही एक समस्या आहे; जी सागरी परिसंस्थेवर, तसेच ऑयस्टर फार्मसारख्या व्यावसायिक उद्योगांवर परिणाम करते. हा विषय फूड वेब्स आणि इकोसिस्टीम हवामान बदल आणि CO2 उत्सर्जनाचे पर्यावरणीय परिणाम व वास्तविक जीवनातील अनुप्रयोगांसंबंधी रसायनशास्त्राच्या धड्यांसह शिकवला जाऊ शकतो; ज्यामुळे लोकांमध्ये जागरूकता निर्माण होईल.
४) आंतरराष्ट्रीय प्रयत्न, जसे की, युनायटेड नेशन कार्टाजेना कन्व्हेन्शन (१९८६ मध्ये अमलात आले), प्रादेशिक सरकारांनी सागरी आम्लीकरणासाठी अत्यंत असुरक्षित भागात दिलेला पाठिंबा वाढवण्यासाठी महत्त्वपूर्ण आहेत.
५) शाश्वत विकास ध्येय १४, २०१५ मध्ये, युनायटेड नेशन्सने २०३० अजेंडा आणि १७ शाश्वत विकास उद्दिष्टे (SDG) चा संच स्वीकारला; ज्यामध्ये महासागराला समर्पित उद्दिष्ट, शाश्वत विकास लक्ष्य क्रमांक १४ आहे. त्यामध्ये महासागर, समुद्र यांचे संरक्षण आणि शाश्वत वापर करण्याचे आवाहन करण्यात आले आहे.
६) यूएन महासागर दशक (UN Ocean Decade) मध्ये Ocean Acidification Research for Sustainability नावाचा कार्यक्रम आहे. हे ग्लोबल ओशन अॅसिडिफिकेशन ऑब्झर्व्हिंग नेटवर्क (GOA-ON) व त्याच्या भागीदारांद्वारे प्रस्तावित केले गेले होते आणि शाश्वत विकासासाठी UN दशकाच्या महासागर विज्ञान कार्यक्रमाच्या रूपात औपचारिकपणे याला मान्यता देण्यात आली असून, त्याद्वारे महासागरी शाश्वतता ठेवण्यात प्रयत्न केले जात आहेत.
