பூமியில் வாயுக்கள் எப்படித் தோன்றின?

இன்று நம் பூமியின் வளிமண்டலத்தில் 78% நைட்ரஜன், 21% ஆக்சிஜன், 1% ஆர்கான், 0.04% கார்பன்-டை-ஆக்சைடு மற்றும் சிறிதளவு நீராவி உள்ளன. ஆனால், பூமி உருவான தொடக்கக் காலத்தில் இந்த வாயுக்களின் கலவை வேறுவிதமாக இருந்தது. மனித வாழ்வுக்கு இன்றியமையாத இந்த வாயுக்கள், பல கோடி ஆண்டுகளாக நடந்த புவியியல் மற்றும் உயிரியல் மாற்றங்களால் உருவாயின.

பூமியின் வளிமண்டலம் மூன்று முக்கியக் கட்டங்களில் வளர்ந்தது. முதல் கட்டத்தில், சூரியனைச் சுற்றியிருந்த வாயு மற்றும் தூசுத் தட்டிலிருந்து (Solar Nebula) பூமி உருவானபோது, ஹைட்ரஜன் மற்றும் ஹீலியம் போன்ற வாயுக்களே வளிமண்டலத்தில் அதிகமாக இருந்தன. அப்போது பூமி மிகவும் சூடாக இருந்ததால், இந்த வாயுக்களை ஈர்ப்பு விசையால் தக்கவைத்துக்கொள்ள முடியவில்லை. அவை பெரும்பாலும் விண்வெளியில் சிதறிப்போயின. அதனால்தான் நம் வளிமண்டலத்தில் ஹைட்ரஜன், ஹீலியம் வாயுக்கள் அதிகமாக இல்லை.

காலப்போக்கில் பூமி குளிர்ந்து, அதன் மேலோடு உருவாகத் தொடங்கியபோது, எண்ணற்ற எரிமலைகள் வெடித்தன. இது இரண்டாம் கட்ட வளிமண்டலத்தை உருவாக்கியது. இந்த எரிமலைகள் வெளியிட்ட வாயுக்கள் வளிமண்டலத்தில் சேர்ந்தன. இந்த நிகழ்வை ‘வாயு வெளியேற்றம்’ (Volcanic Outgassing) என்பார்கள். இதன் மூலம் பூமியின் உள்ளகத்திலிருந்து நீராவி (H2O), கார்பன் டை ஆக்சைடு (CO2), நைட்ரஜன் (N2), அமோனியா (NH3), மீத்தேன் (CH4) மற்றும் சல்பர் வாயுக்கள் வெளியேறின.

பூமி மேலும் குளிர்ந்தபோது, நீராவி சேர்ந்து பெருங்கடல்களாக உருவானது. இந்தப் பெருங்கடல்கள் வளிமண்டலத்தில் இருந்த பெரும்பாலான கார்பன் டை ஆக்சைடைக் கரைத்து, பாறைகளில் சேமிக்கும் செயல்முறையைத் தொடங்கின. இதனால் நைட்ரஜன் வாயு அதிகரித்து, வளிமண்டலத்தில் முதன்மை நிலைக்கு வந்தது.

மூன்றாவது மற்றும் இறுதிக் கட்டமாக, உயிரினங்களின் தோற்றம் வளிமண்டலத்தில் பெரிய மாற்றத்தை ஏற்படுத்தியது. சுமார் 270 கோடி ஆண்டுகளுக்கு முன்பு, சயனோபாக்டீரியா (Cyanobacteria) போன்ற ஒளிச்சேர்க்கை செய்யும் நுண்ணுயிரிகள் தோன்றின. இவை சூரிய ஒளியைப் பயன்படுத்தி நீர் மற்றும் கார்பன் டை ஆக்சைடிலிருந்து உணவு தயாரிக்கும்போது, ஆக்சிஜனை துணைப் பொருளாக வெளியேற்றத் தொடங்கின.

இந்த ஆக்சிஜன், தொடக்கத்தில் இருந்த இரும்புச் சேர்மங்களுடன் வினைபுரிந்து, பட்டை இரும்பு உருவாக்கங்கள் (Banded Iron Formations) என்ற தனித்துவமான பாறைகளை உருவாக்கியது. இத்தகைய பாறைகள் சுமார் 180 கோடி ஆண்டுகளுக்குப் பிறகு உருவாகவில்லை. இது அந்தக் காலத்தில் ஆக்சிஜன் செறிவு திடீரென அதிகரித்ததற்கான முக்கியப் புவியியல் சான்றாகும்.

இந்தப் ‘பெரும் ஆக்சிஜனேற்ற நிகழ்வு’ (Great Oxygenation Event) வளிமண்டலத்தை முற்றிலும் மாற்றியது. வளிமண்டலத்தில் இருந்த அமோனியா சூரிய ஒளியில் சிதைந்து, நைட்ரஜன் வாயுவாக மாறியது. தாவரங்கள் கார்பன் டை ஆக்சைடை எடுத்து ஆக்சிஜனை வெளியிடவும், உயிரினங்கள் ஆக்சிஜனை எடுத்து கார்பன் டை ஆக்சைடை வெளியிடவும் ஒரு சமநிலை உருவானது. இதுவே நமது தற்கால வளிமண்டலத்தின் அடிப்படையாகும்.

சயனோபாக்டீரியா உருவான பின்னர் பூமியின் வளிமண்டலம் புரட்சிகர மாற்றத்தைச் சந்தித்ததுபோல, நவீன இயந்திர உற்பத்தி தொடங்கிய பின்னர் மனித செயல்பாடுகளால் வளிமண்டலம் பெருமளவு மாறி வருகிறது. கடந்த இருநூறு ஆண்டுகளில் கார்பன் டை ஆக்சைடு அளவு சுமார் 50 சதவீதம் அதிகரித்துள்ளது. மீத்தேன் அளவு இருமடங்காகவும், நைட்ரஸ் ஆக்சைடு அளவு சுமார் 20 சதவீதமும் கூடியுள்ளது. இதன் காரணமாக பூமியின் சராசரி வெப்பநிலை உயர்ந்து வருகிறது. இதைத்தான் புவி வெப்பமடைதல் என்கிறோம்.

இறைவன் எவ்வளவு நுட்பமாக இந்த பூமியையும் அதன் வளிமண்டலத்தையும் படைத்து, உயிர்கள் வாழ்வதற்கு ஏற்ற சூழலை அமைத்துள்ளான் என்பதை எண்ணிப் பார்க்கும்போது அவனது பேராற்றலும் ஞானமும் வியக்க வைக்கின்றன.

ஆதாரம்: இந்து தமிழ் திசை