ആഴക്കടലിലെ ഇരുട്ട്


നികേഷ് നാരായൺ
സയിന്റിസ്റ്റ് , മെറ്റ് ഓഫീസ്, UK

സൂര്യപ്രകാശം അല്ലെങ്കിൽ സൗരോർജം വൈദ്യുതകാന്തിക തരംഗങ്ങൾ (ഇലക്ട്രോ മാഗ്നെറ്റിക് വേവ്) ആയിട്ടാണല്ലോ ഭൂമിയിലേക്ക് പതിക്കുന്നത്. അത് അന്തരീക്ഷത്തിലൂടെ സഞ്ചരിച്ചു സമുദ്രോപരിതലത്തിൽ എത്തുന്നതിനു മുമ്പേ തന്നെ ഏതാണ്ട് പകുതി ഭാഗവും അന്തരീക്ഷം വലിച്ചെടുക്കുകയോ പ്രതിഫലിപ്പിച്ചു കളയുകയോ ചെയ്തിട്ടുണ്ടാകും. സൂര്യപ്രകാശത്തിലെ, മനുഷ്യന് കണ്ണുകൊണ്ട് കാണാൻ കഴിയുന്ന 400 മുതൽ 700 വരെ നാനോമീറ്റർ തരംഗ ദൈർഘ്യം ഉള്ള തരംഗങ്ങൾ മാത്രമാണ് പ്രധാനമായും അവശേഷിക്കുക. ഈ ഊർജ്ജമാണ് പ്രധാനമായും സമുദ്രത്തിന്  ലഭിക്കുന്നത്. ഇത് വലിച്ചെടുത്താണ് സമുദ്രജലം ജീവജാലങ്ങൾക്ക് ജീവിക്കാൻ ഉള്ള അനുകൂല താപനില ഉണ്ടാക്കുന്നത്. സമുദ്രജലത്തിൽ പ്രാഥമിക ഉത്പാദനപ്രക്രിയ നടത്തുന്ന പ്ലാങ്ക്ടൺ ഇതിൽ ചില പ്രത്യേക നാനോമീറ്റർ പരിധിയിൽ ഉള്ള തരംഗങ്ങൾ വലിച്ചെടുത്തു പ്രകാശസംശ്ലേഷണവും നടത്തുന്നു.

സൗരോർജത്തിൽ ഉള്ള തരംഗങ്ങൾ  NOAA – National Oceanic and Atmospheric Administration [Public domain], via Wikimedia Commons).
ജലം ഈ തരംഗങ്ങൾ വലിച്ചെടുക്കുന്നതിൽ വളരെ കാര്യക്ഷമമാണ്. കടലിലേക്ക് വെറും ഒരു മീറ്റർ ആഴത്തിൽ സഞ്ചരിച്ചു കഴിയുമ്പോൾ ഉപരിതലത്തിൽ പതിക്കുന്ന ഊർജത്തിന്റെ പകുതിയും ജലം വലിച്ചെടുത്തിട്ടുണ്ടാകും. പത്തു മീറ്റർ ആകുമ്പോൾ പതിനാറു ശതമാനം ഊർജ്ജമേ ബാക്കിയുണ്ടാകൂ. 100 മീറ്റർ ആഴത്തിൽ ഉപരിതലത്തെ അപേക്ഷിച്ചു ഒരു ശതമാനം ഊർജം മാത്രമേ ബാക്കി കാണൂ. 1000 മീറ്റർ (1 കിലോമീറ്റർ) ആഴത്തിനപ്പുറം പ്രകാശം ഒട്ടും തന്നെ കടന്നു ചെല്ലാറില്ല.

പക്ഷെ, ദൃശ്യപരിധിയിൽ ഉള്ള എല്ലാ തരംഗങ്ങളും ഒരേ അളവിൽ അല്ല വലിച്ചെടുക്കപ്പെടുന്നത്. നേരത്തേ  പരാമർശിച്ച തരംഗ ദൈർഘ്യ റേഞ്ചിന്റെ രണ്ടറ്റത്തും ഉള്ള തരംഗങ്ങൾ ആദ്യം വലിച്ചെടുക്കപെടും. ഇതിൽ തന്നെ ആദ്യ 100 മീറ്റർ കൊണ്ട് തന്നെ ചുവപ്പ്, മഞ്ഞ, ഓറഞ്ചു നിറമുള്ള തരംഗങ്ങൾ വലിച്ചെടുക്കപ്പെടും. പച്ചയും നീലയും കൂടുതൽ ആഴത്തിലേക്ക് പോകും. ഇത് കാരണമാണ് സമുദ്രത്തിന്റെ അകം പ്രധാനമായും നീലയായി അനുഭവപ്പെടുന്നത്.

ആഴക്കടലിലും തീരക്കടലിലും ഉള്ള സൂര്യപ്രകാശ തരംഗങ്ങളുടെ ആഴത്തെ അടിസ്ഥാനപ്പെടുത്തിയുള്ള ഉൾപ്രവേശം. കടപ്പാട് :  NOAA – National Oceanic and Atmospheric Administration [Public domain], via Wikimedia Commons
സമുദ്രത്തിൽ എത്തുമ്പോൾ കൂടുതലായി പ്രകീർണനം (scattering) സംഭവിക്കുന്നത് നീല നിറമുള്ള പ്രകാശരശ്മികൾക്ക് ആണ്. അതാണ് ആഴക്കടൽ മിക്കപ്പോഴും നീലയായി കാണപ്പെടുന്നത്. ചില സമയം ചില ജീവികളുടെ കോളനികൾ സമുദ്രോപരിതലത്തിൽ വരുമ്പോൾ കടൽ ജലം ചുവപ്പ് ആയോ പച്ച ആയോ കാണാറുണ്ട്.

കടലിന്റെ ഉള്ളിലുള്ള പ്രകാശ വൈവിധ്യം പഠിക്കുന്ന ശാസ്ത്ര ശാഖക്ക് ഓഷ്യൻ ഓപ്റ്റിക്സ് എന്നാണ് പറയുക. ഈ മേഖലയിൽ അടുത്ത കാലത്തുണ്ടായ മുന്നേറ്റങ്ങൾ കാരണം പല വിവരങ്ങളും ഇന്ന് വളരെ എളുപ്പം ലഭിക്കും. കൃത്രിമോപഗ്രഹങ്ങളിൽ ഘടിപ്പിച്ച റേഡിയോമീറ്ററുകൾ, സ്പെക്ട്രോസ്കോപ്പുകൾ എന്നിവ കടലിൽ നിന്ന് തിരിച്ചു വരുന്ന വൈദ്യുതകാന്തിക തരംഗങ്ങൾ അളക്കുകയും  വിദഗ്ദ്ധർ അതിനെ ഉപകാരപ്രദമായ ഡാറ്റയായി മാറ്റുകയും ചെയ്യും.

റേഡിയോമീറ്ററുകൾ

കൊറോണക്കാലത്തെ അടയാളപ്പെടുത്തുന്ന ഒന്നാണ് ഇൻഫ്രാറെഡ് തെർമോമീറ്റർ. രോഗിയെ സ്പർശിക്കാതെ തന്നെ ശരീരതാപനില അളക്കാൻ പറ്റുന്നതാണ് ഇത് എന്ന് ഇന്ന് എല്ലാവർക്കും അറിയാം. ഏകദേശം സമാനമായി തന്നെയാണ് റേഡിയോമീറ്ററുകൾ പ്രവർത്തിക്കുന്നത്. സമുദ്രോപരിതലം പ്രതിഫലിപ്പിക്കുന്ന ഇൻഫ്രാറെഡ്, നിയർ ഇൻഫ്രാറെഡ് തരംഗങ്ങളും പിന്നെ ദൃശ്യപ്രകാശവും അളക്കുകയാണ് ഈ സെൻസർ ചെയ്യുന്നത്. ഒരു ഉപരിതലം പുറപ്പെടുവിക്കുന്ന മേൽ പരാമർശിച്ച പരിധിയിൽ  ഉള്ള തരംഗങ്ങളുടെ തീവ്രത  അത് പുറപ്പെടുവിക്കുന്ന വസ്തുവിന്റെ താപനിലയുമായി ബന്ധപ്പെട്ടു കിടക്കുന്നു. ഇത്തരം ഡാറ്റ  വിശകലനം ചെയ്ത് സമുദ്രോപരിതല താപനില അളക്കാൻ സാധിക്കും. കാലാവസ്ഥാ/ദിനാന്തരീക്ഷ പ്രവചനത്തിൽ ഇന്ന് ഈ ഡാറ്റ വിലമതിക്കാനാവാത്തതാണ്. ചുഴലിക്കാറ്റ് കടലിൽ രൂപപ്പെടാൻ സാധ്യതയുള്ള സ്‌ഥലങ്ങൾ മുൻകൂട്ടി മനസ്സിലാക്കാൻ വരെ ഇത് ഉപയോഗിക്കുന്നുണ്ട്. ഈ സെൻസറുകൾക്കുള്ള പ്രശ്നം പ്രധാനമായും മേഘാവൃതാവസ്ഥയിലുള്ള കാഴ്ചക്കുറവ് ആണ്. മേഘങ്ങൾ സമുദ്രോപരിതലത്തിൽ നിന്നു വരുന്ന തരംഗങ്ങളെ വലിച്ചെടുക്കുകയും സെൻസറുകൾക്ക് ഇത് ദർശിക്കാനാകാതെ പോകുകയും ചെയ്യുന്നു. ഇത് ഒഴിവാക്കാൻ മൈക്രോവേവ് തരംഗങ്ങൾ അളക്കുന്ന പുതിയ തരം സെൻസറുകൾ ഇന്ന് നിലവിൽ ഉണ്ട്. പക്ഷെ ഇവ വളരെ തീവ്രത കുറഞ്ഞത് ആയതു കൊണ്ട് സമുദ്രോപരിതലത്തിലെ കൂടുതൽ സ്‌ഥലം സ്കാൻ ചെയ്‌താൽ മാത്രമേ ആവശ്യത്തിനുള്ള വിവരം ലഭിക്കുകയുള്ളൂ. അത് കൊണ്ട് തന്നെ ഇതിനു സൂക്ഷ്മത (resolution) കുറവാണ്.

റേഡിയോമീറ്റർ ഉപയോഗിച്ച് നിർണ്ണയിക്കപ്പെട്ട സമുദ്രോപരിതല താപനില. കടപ്പാട്:  NOAA – National Oceanic and Atmospheric Administration [Public domain], via Wikimedia Commons).

സ്പെക്ട്രോമീറ്ററുകൾ

റേഡിയോമീറ്ററുകൾ പ്രധാനമായും സമുദ്രോപരിതലം പുറത്തേക്ക് വിടുന്ന ഊർജം അളക്കുമ്പോൾ, സ്പെക്ട്രോമീറ്ററുകൾ അളക്കുന്നത് സമുദ്രത്തിലേക്ക് പ്രവേശിച്ച്‌ ആദ്യ കുറച്ചു സെന്റിമീറ്ററുകൾക്ക് ഉള്ളിൽ തിരിച്ചുവിടുന്ന സൂര്യതരംഗങ്ങളെ ആണ്. ഈ തരംഗ സ്പെക്ട്രങ്ങൾക്ക് ഒരു പ്രത്യേകതയുണ്ട്. നേരത്തേ പരാമർശിച്ച പോലെ കടലിന്റെ ഉപരിതലത്തിലെ പ്രാഥമിക ഉത്പാദന പ്രക്രിയ (primary production) നിർവഹിക്കുന്ന പ്ലാങ്ക്ടൺ പോലെയുള്ള ജീവികൾ പല തരംഗങ്ങളെയും പ്രകാശസംശ്ലേഷണം നടത്താനായി വലിച്ചെടുത്തു കഴിയും. അത് കൊണ്ട് തന്നെ, സാറ്റലൈറ്റിൽ ഉള്ള സെൻസറുകൾ സ്പെക്ട്രം അളന്നു നോക്കുമ്പോൾ ചില പ്രത്യേക തരംഗങ്ങൾ അതിൽ നിന്ന് കുറവാ  യതു മനസ്സിലാക്കും. കരയിലെ പച്ച ഇലകൾ ഉള്ള സസ്യങ്ങളിൽ ഉള്ള പോലെ തന്നെ ക്ലോറോഫിൽ ആണ് ഇതിന്റെ പിന്നിൽ. എത്രത്തോളം തരംഗ നഷ്ടം സംഭവിച്ചു എന്ന് മനസ്സിലായാൽ സമുദ്രോപരിതലത്തിലെ ക്ളോറോഫിലിന്റെ അളവും നമുക്ക് ഇതിൽ നിന്ന് കണ്ടു പിടിക്കാൻ സാധിക്കും. ജീവജാലങ്ങളെപ്പറ്റി മനസ്സിലാക്കാൻ ആവശ്യം ഉള്ള മറ്റു പല കാര്യങ്ങളും (സെഡിമെൻറ്, ഓർഗാനിക് മാറ്റർ) ഒക്കെ ഈ ഡാറ്റയിൽ നിന്ന് മനസ്സിലാക്കാൻ സാധിക്കും.

സ്പെക്ട്രോമീറ്റർ ഉപയോഗിച്ച് നിർണ്ണയിക്കപ്പെട്ട സമുദ്രോപരിതലത്തിലെ ക്ലോറോഫില്ലിന്റെ അളവ്. കടപ്പാട് : NASA Earth Observatory

കടലിലെ ജീവശാസ്ത്രം പഠിക്കുന്നവർക്ക് പ്രാഥമിക ഉത്പാദനപ്രക്രിയ എത്ര ആഴത്തിൽ വരെ കാണാൻ സാധിക്കും എന്ന് അനുമാനിക്കാൻ, പ്രകാശം എത്രത്തോളം എത്തുന്നുവെന്ന് കണ്ടുപിടിക്കേണ്ടത് അത്യാവശ്യമായിരുന്നു. ആദ്യ 200 മീറ്റർ ആഴം വരെ ഇത് സാധിക്കും എന്നാണ്  കണ്ടെത്തിയിട്ടുള്ളത്. ഇന്ന് അണ്ടർ വാട്ടർ ഫോട്ടോമീറ്റർ എന്ന ഉപകരണം ഉപയോഗിച്ച് നിശ്ചിത ആഴങ്ങളിൽ എത്തുന്ന പ്രകാശത്തിന്റെ അളവെടുക്കാൻ സാധിക്കും.


അധികവായനയ്ക്ക്

  1. Introduction to Oceanography. Paul Webb (creative commons attribution).
  2. NASA Earth Observatory. 
  3. NOAA webpages. 

Leave a Reply