આબોહવા પરિવર્તન માટે જમીન આધારિત ઉકેલ તરફ 

એક નવા અભ્યાસમાં જમીનમાં બાયોમોલેક્યુલ્સ અને માટીના ખનિજો વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓની તપાસ કરવામાં આવી હતી અને તે પરિબળો પર પ્રકાશ પાડ્યો હતો જે જમીનમાં છોડ-આધારિત કાર્બનને ફસાવવાને પ્રભાવિત કરે છે. એવું જાણવા મળ્યું હતું કે બાયોમોલેક્યુલ્સ અને માટીના ખનિજો પરનો ચાર્જ, બાયોમોલેક્યુલ્સની રચના, જમીનમાં કુદરતી ધાતુના ઘટકો અને બાયોમોલેક્યુલ્સ વચ્ચેની જોડી જમીનમાં કાર્બનને જપ્ત કરવામાં મુખ્ય ભૂમિકા ભજવે છે. જ્યારે જમીનમાં સકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલ ધાતુના આયનોની હાજરી કાર્બન ફસાવવાની તરફેણ કરે છે, ત્યારે બાયોમોલેક્યુલ્સ વચ્ચેની ઈલેક્ટ્રોસ્ટેટિક જોડી માટીના ખનિજોમાં બાયોમોલેક્યુલ્સના શોષણને અટકાવે છે. તારણો જમીનમાં કાર્બનને ફસાવવામાં સૌથી વધુ અસરકારક માટી રસાયણશાસ્ત્રની આગાહી કરવામાં મદદરૂપ થઈ શકે છે જે બદલામાં, વાતાવરણમાં કાર્બન ઘટાડવા અને ગ્લોબલ વોર્મિંગ માટે માટી આધારિત ઉકેલો માટે માર્ગ મોકળો કરી શકે છે. વાતાવરણ મા ફેરફાર.   

કાર્બન ચક્રમાં વાતાવરણમાંથી પૃથ્વી પરના છોડ અને પ્રાણીઓમાં અને પાછા વાતાવરણમાં કાર્બનની હિલચાલનો સમાવેશ થાય છે. મહાસાગર, વાતાવરણ અને જીવંત જીવો મુખ્ય જળાશયો અથવા સિંક છે જેના દ્વારા કાર્બન ચક્ર ચાલે છે. ઘણું કાર્બન ખડકો, કાંપ અને જમીનમાં સંગ્રહિત/જપ્ત કરવામાં આવે છે. ખડકો અને કાંપમાં રહેલા મૃત જીવો લાખો વર્ષોમાં અશ્મિભૂત ઇંધણ બની શકે છે. ઊર્જાની જરૂરિયાતોને પહોંચી વળવા અશ્મિભૂત ઇંધણને બાળવાથી વાતાવરણમાં મોટા પ્રમાણમાં કાર્બન મુક્ત થાય છે જેણે વાતાવરણીય કાર્બન સંતુલનને ટિપ કર્યું છે અને ગ્લોબલ વોર્મિંગમાં ફાળો આપ્યો છે અને પરિણામે વાતાવરણ મા ફેરફાર.  

1.5 સુધીમાં પૂર્વ-ઔદ્યોગિક સ્તરની તુલનામાં ગ્લોબલ વોર્મિંગને 2050 ડિગ્રી સેલ્સિયસ સુધી મર્યાદિત કરવાના પ્રયાસો કરવામાં આવી રહ્યા છે. ગ્લોબલ વોર્મિંગને 1.5 ડિગ્રી સેલ્સિયસ સુધી મર્યાદિત કરવા માટે, ગ્રીનહાઉસ ગેસ ઉત્સર્જન 2025 પહેલા ટોચ પર હોવું જોઈએ અને 2030 સુધીમાં અડધુ થઈ જવું જોઈએ. જો કે, તાજેતરના વૈશ્વિક સ્ટોકટેકે વિશ્વ આ સદીના અંત સુધીમાં તાપમાનમાં વધારો 1.5 ડિગ્રી સેલ્સિયસ સુધી મર્યાદિત કરવાના ટ્રેક પર નથી. 43 સુધીમાં ગ્રીનહાઉસ ગેસ ઉત્સર્જનમાં 2030% ઘટાડો હાંસલ કરવા માટે સંક્રમણ પૂરતું ઝડપી નથી જે વર્તમાન મહત્વાકાંક્ષાઓમાં ગ્લોબલ વોર્મિંગને મર્યાદિત કરી શકે છે. 

તે આ સંદર્ભમાં છે કે માટીની ભૂમિકા કાર્બનિક કાર્બન (SOC) માં વાતાવરણ મા ફેરફાર ગ્લોબલ વોર્મિંગના પ્રતિભાવમાં કાર્બન ઉત્સર્જનના સંભવિત સ્ત્રોત તરીકે તેમજ વાતાવરણીય કાર્બનના કુદરતી સિંક બંને તરીકે મહત્વ મેળવી રહ્યું છે.  

કાર્બનનો ઐતિહાસિક વારસાગત ભાર (એટલે ​​​​કે, 1,000 થી ઔદ્યોગિક ક્રાંતિ શરૂ થઈ ત્યારથી લગભગ 1750 અબજ ટન કાર્બનનું ઉત્સર્જન) તેમ છતાં, વૈશ્વિક તાપમાનમાં કોઈપણ વધારો વાતાવરણમાં માટીમાંથી વધુ કાર્બન છોડવાની ક્ષમતા ધરાવે છે તેથી અસ્તિત્વમાં રહેલા કાર્બનનું સંરક્ષણ કરવું આવશ્યક છે. માટી કાર્બન સ્ટોક્સ.   

ની સિંક તરીકે માટી ઓર્ગેનિક કાર્બન 

માટી હજુ પણ પૃથ્વીની બીજી સૌથી મોટી (સમુદ્ર પછી) સિંક છે ઓર્ગેનિક કાર્બન તે લગભગ 2,500 બિલિયન ટન કાર્બન ધરાવે છે જે વાતાવરણમાં રાખેલા જથ્થા કરતાં લગભગ દસ ગણું છે, તેમ છતાં તેમાં વાતાવરણીય કાર્બનને અલગ કરવાની વિશાળ અપ્રયોગ ક્ષમતા છે. પાકની જમીન 0.90 અને 1.85 પેટાગ્રામ (1 Pg = 10) વચ્ચે ફસાઈ શકે છે¹⁵ ગ્રામ) કાર્બન (Pg C) પ્રતિ વર્ષ, જે “ના લક્ષ્યાંકના લગભગ 26-53% છે.4 પ્રતિ 1000 પહેલ” (એટલે ​​કે સ્થાયી વૈશ્વિક જમીનનો 0.4% વાર્ષિક વૃદ્ધિ દર ઓર્ગેનિક કાર્બન સ્ટોક્સ વાતાવરણમાં કાર્બન ઉત્સર્જનમાં વર્તમાન વધારાને સરભર કરી શકે છે અને તેને પહોંચી વળવા માટે યોગદાન આપી શકે છે વાતાવરણ લક્ષ્ય). જો કે, પ્લાન્ટ-આધારિત ટ્રેપિંગને પ્રભાવિત કરતા પરિબળોની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા ઓર્ગેનિક જમીનમાં બાબત સારી રીતે સમજી શકાતી નથી. 

જમીનમાં કાર્બનના તાળાને શું અસર કરે છે  

એક નવો અભ્યાસ છોડ આધારિત છે કે કેમ તે નક્કી કરે છે તેના પર પ્રકાશ પાડે છે ઓર્ગેનિક જ્યારે તે જમીનમાં પ્રવેશે છે ત્યારે પદાર્થ ફસાઈ જશે અથવા તે સૂક્ષ્મજીવાણુઓને ખવડાવશે અને CO ના રૂપમાં વાતાવરણમાં કાર્બન પરત કરશે₂. બાયોમોલેક્યુલ્સ અને માટીના ખનિજો વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓની તપાસ કર્યા પછી, સંશોધકોએ શોધી કાઢ્યું કે બાયોમોલેક્યુલ્સ અને માટીના ખનિજો પરનો ચાર્જ, બાયોમોલેક્યુલ્સની રચના, જમીનમાં કુદરતી ધાતુના ઘટકો અને બાયોમોલેક્યુલ્સ વચ્ચેની જોડી જમીનમાં કાર્બનને જપ્ત કરવામાં મુખ્ય ભૂમિકા ભજવે છે.  

માટીના ખનિજો અને વ્યક્તિગત બાયોમોલેક્યુલ્સ વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓની તપાસથી જાણવા મળ્યું કે બંધન અનુમાનિત હતું. માટીના ખનિજો નકારાત્મક રીતે ચાર્જ થતા હોવાથી, સકારાત્મક ચાર્જ ઘટકો (લાઇસિન, હિસ્ટીડિન અને થ્રેઓનાઇન) સાથેના બાયોમોલેક્યુલ્સ મજબૂત બંધન અનુભવે છે. બાયોમોલેક્યુલ તેના હકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલા ઘટકોને નકારાત્મક રીતે ચાર્જ કરાયેલા માટીના ખનિજો સાથે સંરેખિત કરવા માટે પૂરતું લવચીક છે કે કેમ તેનાથી પણ બંધન પ્રભાવિત થાય છે.  

ઈલેક્ટ્રોસ્ટેટિક ચાર્જ અને બાયોમોલેક્યુલ્સના માળખાકીય લક્ષણો ઉપરાંત, માટીમાં રહેલા કુદરતી ધાતુના ઘટકો પુલની રચના દ્વારા બંધનમાં મહત્વની ભૂમિકા ભજવતા જોવા મળ્યા હતા. દાખલા તરીકે, સકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલ મેગ્નેશિયમ અને કેલ્શિયમ, નકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલા બાયોમોલેક્યુલ્સ અને માટીના ખનિજો વચ્ચે એક પુલ રચે છે જે જમીનમાં કુદરતી ધાતુના ઘટકો સૂચવે છે જે જમીનમાં કાર્બન ફસાવવામાં મદદ કરી શકે છે.  

બીજી તરફ, બાયોમોલેક્યુલ્સ વચ્ચેના ઈલેક્ટ્રોસ્ટેટિક આકર્ષણએ બંધન પર પ્રતિકૂળ અસર કરી. વાસ્તવમાં, બાયોમોલેક્યુલ્સ વચ્ચેના આકર્ષણની ઊર્જા માટીના ખનિજ પ્રત્યે બાયોમોલેક્યુલની આકર્ષણની ઊર્જા કરતાં વધુ હોવાનું જણાયું હતું. આનો અર્થ એ થયો કે માટીમાં બાયોમોલેક્યુલ્સનું શોષણ ઘટ્યું. આમ, જ્યારે જમીનમાં સકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલા ધાતુના આયનોની હાજરી કાર્બનને પકડવાની તરફેણ કરે છે, ત્યારે બાયોમોલેક્યુલ્સ વચ્ચેની ઈલેક્ટ્રોસ્ટેટિક જોડી માટીના ખનિજોમાં બાયોમોલેક્યુલ્સના શોષણને અટકાવે છે.  

કેવી રીતે વિશે આ નવા તારણો ઓર્ગેનિક કાર્બન બાયોમોલેક્યુલ્સ માટીમાં રહેલા માટીના ખનિજો સાથે જોડાય છે તે કાર્બન ફસાવવાની તરફેણ કરવા માટે જમીનના રસાયણશાસ્ત્રને યોગ્ય રીતે સંશોધિત કરવામાં મદદ કરી શકે છે, આમ માટી-આધારિત ઉકેલો માટે માર્ગ મોકળો કરે છે. વાતાવરણ મા ફેરફાર. 

*** 

સંદર્ભ:  

1. Zomer, RJ, Bossio, DA, Sommer, R. et al. પાકની જમીનમાં વધેલા કાર્બનિક કાર્બનની વૈશ્વિક જપ્તી સંભવિત. સાયન્સ રેપ 7, 15554 (2017). https://doi.org/10.1038/s41598-017-15794-8 

2. રમેલ, સી., અમીરસલાની, એફ., ચેનુ, સી. એટ અલ. 4p1000 પહેલ: ટકાઉ વિકાસ વ્યૂહરચના તરીકે માટીમાં રહેલા સેન્દ્રિય પદાર્થનાં રજકણ કાર્બન જપ્તીકરણને અમલમાં મૂકવા માટેની તકો, મર્યાદાઓ અને પડકારો. એમ્બિઓ 49, 350–360 (2020). https://doi.org/10.1007/s13280-019-01165-2  

3. વાંગ જે., વિલ્સન આરએસ, અને એરિસ્ટિલ્ડ એલ., 2024. પાણી-માટીના ઇન્ટરફેસ પર બાયોમોલેક્યુલ્સના શોષણ હાયરાર્કીમાં ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક કપલિંગ અને વોટર બ્રિજિંગ. PNAS. 8 ફેબ્રુઆરી 2024.121 (7) e2316569121. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.2316569121  

***