प्रकाशी क्षेत्र: Difference between revisions
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प्रकाशी क्षेत्र, सुप्रकाशित क्षेत्र, अधिवेलापवर्ती क्षेत्र या सूर्य के प्रकाश क्षेत्र जल श्रोत की सबसे ऊपरी परत है जो सूर्य का प्रकाश प्राप्त करता है, जिससे पादप प्लवक को प्रकाश संश्लेषण करने की अनुमति मिलती है। यह भौतिक, रासायनिक और जैविक प्रक्रियाओं की एक श्रृंखला से गुजरता है जो ऊपरी जल स्तंभ में पोषक तत्वों की आपूर्ति करता है। पादप प्लवक की गतिविधि (समुद्री प्राथमिक उत्पादन) के कारण प्रकाशी क्षेत्र अधिकांश जलीय पारिस्थितिकी तंत्र का गृह है।
प्रकाश क्षेत्र में प्रकाश संश्लेषण
प्रकाश क्षेत्र में, प्रकाश संश्लेषण दर श्वसन दर से अधिक होती है। यह प्रचुर मात्रा में सौर ऊर्जा के कारण है जिसका उपयोग प्राथमिक उत्पादकों जैसे पादप प्लवक द्वारा प्रकाश संश्लेषण के लिए ऊर्जा स्रोत के रूप में किया जाता है। सूर्य के प्रकाश के भारी प्रभाव के कारण ये पादप प्लवक बहुत तीव्रता से बढ़ते हैं, जिससे इसे तीव्र दर से उत्पादित किया जा सकता है। वस्तुत:, समुद्र में पचहत्तर प्रतिशत प्रकाश संश्लेषण प्रकाशीय क्षेत्र में होता है। इसलिए, यदि हम गहराई में जाते हैं, तो प्रकाशीय क्षेत्र के अंतर्गत, जैसे क्षतिपूर्ति बिंदु में, अपर्याप्त सूर्य के प्रकाश के कारण बहुत कम या कोई पादप प्लवक नहीं होते है।[1] क्षेत्र जो सुप्रकाशित क्षेत्र के आधार से अप्रकाशी क्षेत्र तक फैला हुआ है, उसे कभी-कभी मंद प्रकाशी क्षेत्र कहा जाता है।[2]
प्रकाश क्षेत्र में जीवन
नब्बे प्रतिशत समुद्री जीवन प्रकाशी क्षेत्र में रहता है, जो लगभग दो सौ मीटर गहरा है। इसमें पादप प्लवक (पौधे) सम्मिलित हैं, जिनमें डाइनोफ्लैजेलेटा, द्विपरमाणुक, साइनोबैक्टीरीया, कोकोलिथोफोरऔर क्रिप्टोमोनाद सम्मिलित हैं। इसमें प्राणिप्लवक, प्रकाशी क्षेत्र के उपभोक्ता भी सम्मिलित हैं। मांसाहारी मांस खाने वाले और शाकाहारी पौधे खाने वाले हैं। अगला, अरित्रपाद छोटे क्रस्टेशियाई हैं जो प्रकाशी क्षेत्र में प्रत्येक स्थान वितरित किए जाते हैं। अंत में, नेक्टन (मछली, स्क्वीड और केकड़ों के जैसे स्वयं को आगे बढ़ाने वाले प्राणी) हैं, जो प्रकाशी क्षेत्र में सबसे बड़े और सबसे स्पष्ट प्राणी हैं, परन्तु उनकी मात्रा सभी समूहों में सबसे छोटी है।[3]
प्रकाश क्षेत्र की गहराई जल की पारदर्शिता पर निर्भर करती है। यदि जल बहुत स्वच्छ है तो प्रकाशी क्षेत्र बहुत गहरा हो सकता है। यदि यह बहुत अशुद्ध है, तो यह मात्र पचास फीट (पंद्रह मीटर) गहरा हो सकता है।
प्रकाशी क्षेत्र में पोषक तत्वों का ग्रहण
जैविक उत्थान के कारण, प्रकाश क्षेत्र में पोषक तत्वों की सांद्रता का स्तर अपेक्षाकृत कम होते है। फलस्वरूप, उच्च जल-स्तंभ स्थिरता होने पर पादप प्लवक को पर्याप्त पोषक तत्व प्राप्त नहीं होते हैं।[4] जीवों के स्थानिक वितरण को कई कारकों द्वारा नियंत्रित किया जा सकता है। भौतिक कारकों में सम्मिलित हैं: तापमान, द्रवस्थैतिक दबाव, अशांत मिश्रण जैसे अकार्बनिक नाइट्रोजन की पोषकरेखा के ऊपर की ओर अशांति।[5] रासायनिक कारकों में ऑक्सीजन और सूक्ष्ममात्रिक तत्व सम्मिलित हैं। जैविक कारकों में चारण और प्रवासन सम्मिलित हैं।[6] उत्थान गहरे जल से पोषक तत्वों को प्रकाशी क्षेत्र में ले जाते है, पादप प्लवक विकास को दृढ करते है। पुनःमिश्रण और उत्थान अंततः पोषक तत्वों से भरपूर अपशिष्टों को प्रकाशी क्षेत्र में वापस लाते हैं। एकमैन परिवहन अतिरिक्त रूप से प्रकाशी क्षेत्र में अधिक पोषक तत्व लाते है। पोषक स्पंद आवृत्ति पादप प्लवक प्रतियोगिता को प्रभावित करती है। प्रकाश संश्लेषण इसका अधिक उत्पादन करते है। खाद्य श्रृंखला में पहली कड़ी होने के कारण, पादप प्लवक का क्या होता है, अन्य प्रजातियों के लिए लहरदार प्रभाव उत्पन्न करती है। पादप प्लवक के अतिरिक्त, कई अन्य प्राणी भी इस क्षेत्र में रहते हैं और इन पोषक तत्वों का उपयोग करते हैं। अधिकांश महासागरीय जीवन प्रकाशीय क्षेत्र में होते है, जो जल की मात्रा के द्वारा सबसे छोटा महासागरीय क्षेत्र है। प्रकाशी क्षेत्र, यद्यपि छोटा है, इसमें रहने वालों पर इसका बड़ा प्रभाव पड़ता है।
प्रकाशी क्षेत्र की गहराई
गहराई, परिभाषा के अनुसार, जहां विकिरण सतह की दृढ़ता के 1% तक कम हो जाता है।[7] तदनुसार, इसकी मोटाई जल स्तंभ में प्रकाश क्षीणन की सीमा पर निर्भर करती है। चूंकि सतह पर आने वाला प्रकाश व्यापक रूप से भिन्न हो सकती है, यह पादप प्लवक के शुद्ध विकास के विषय में बहुत कम कहती है। खुले समुद्र में लगभग 200 मीटर की अत्यधिक मैलापन वाली यूट्रोफिक झीलों में विशिष्ट सुप्रकाशित गहराई मात्र कुछ सेंटीमीटर से भिन्न होती है। यह मैलापन में ऋतुनिष्ट परिवर्तनों के साथ भी भिन्न होते है, जिसे पादप प्लवक सांद्रता द्वारा दृढ़ता से संचालित किया जा सकता है, जैसे कि प्राथमिक उत्पादन बढ़ने पर प्रकाशी क्षेत्र की गहराई प्रायः कम हो जाती है। इसके अतिरिक्त, श्वसन दर वस्तुत: प्रकाश संश्लेषण दर से अधिक है। पादप प्लवक का उत्पादन इतना महत्वपूर्ण क्यों है, इसका कारण यह है कि यह अन्य खाद्य जालों के साथ जुड़े होने पर प्रमुख भूमिका निभाते है।
प्रकाश क्षीणन
और प्रकाश संश्लेषण नामक प्रक्रिया में प्रकाश को अवशोषित करता है
नीले और लाल श्रेणी में प्रकाश संश्लेषक वर्णक के माध्यम से
पृथ्वी पर पहुंचने वाली अधिकांश सौर ऊर्जा दृश्यमान प्रकाश की सीमा में होती है, जिसकी तरंग दैर्ध्य लगभग 400-700 एनएम के बीच होती है। दृश्यमान प्रकाश के प्रत्येक रंग की एक अद्वितीय तरंग दैर्ध्य होती है, और साथ में वे सफेद प्रकाश बनाते हैं। सबसे छोटी तरंग दैर्ध्य वर्णक्रम के बैंगनी और पराबैंगनी सिरों पर होती है, जबकि सबसे लंबी तरंग दैर्ध्य लाल और अवरक्त सिरों पर होती है। बीच में, दृश्यमान वर्णक्रम के रंगों में परिचित "ROYGBIV" सम्मिलित होता है; लाल, नारंगी, पीला, हरा, नीला, गहरा नीला और बैंगनी।[9]
जल आने वाले प्रकाश को अवशोषित करने में बहुत प्रभावी होते है, इसलिए समुद्र में प्रवेश करने वाले प्रकाश की मात्रा गहराई के साथ तीव्रता से घटती है (क्षीण होती है) । एक मीटर की गहराई पर समुद्र की सतह पर पड़ने वाली सौर ऊर्जा का मात्र 45% ही बचता है। 10 मीटर गहराई पर मात्र 16% प्रकाश अभी भी स्थित है, और 100 मीटर पर मूल प्रकाश का मात्र 1% ही बचा है। कोई भी प्रकाश 1000 मीटर से अधिक नहीं प्रवेश करता है।[9]
समग्र क्षीणन के अतिरिक्त, महासागर विभिन्न दरों पर प्रकाश की विभिन्न तरंग दैर्ध्य को अवशोषित करते हैं। दृश्य वर्णक्रम के परम सिरों पर तरंग दैर्ध्य बीच में उन तरंग दैर्ध्य की तुलना में तीव्रता से क्षीण होते हैं। लंबी तरंग दैर्ध्य पूर्व अवशोषित होती हैं; लाल ऊपरी 10 मीटर में अवशोषित हो जाते है, नारंगी लगभग 40 मीटर और पीला 100 मीटर से पूर्व लुप्त हो जाते है। नीला और हरा प्रकाश सबसे गहरी गहराई तक पहुँचने के साथ, छोटी तरंगदैर्घ्य आगे प्रवेश करती है।[9]
यही कारण है कि जल के नीचे वस्तुएं नीले रंग की दिखाई देती हैं। नेत्रों द्वारा रंग कैसे देखे जाते हैं यह नेत्र द्वारा प्राप्त प्रकाश की तरंग दैर्ध्य पर निर्भर करते है। कोई वस्तु नेत्रों को लाल दिखाई देती है क्योंकि वह लाल प्रकाश को परावर्तित कर देती है और अन्य रंगों को अवशोषित कर लेती है। इसलिए नेत्र तक पहुंचने वाला एकमात्र रंग लाल है। नीला प्रकाश का एकमात्र रंग है जो गहरे जल के भीतर उपलब्ध है, इसलिए यह एकमात्र ऐसा रंग है जिसे वापस नेत्रों में परावर्तित किया जा सकता है, और जल के नीचे प्रत्येक वस्तु में एक नीला रंग होते है। गहराई पर एक लाल वस्तु हमें लाल दिखाई नहीं देगी क्योंकि वस्तु से परावर्तित करने के लिए कोई लाल प्रकाश उपलब्ध नहीं है। जल में वस्तुएं मात्र सतह के निकट उनके वास्तविक रंगों के रूप में दिखाई देंगी जहां प्रकाश की सभी तरंग दैर्ध्य अभी भी उपलब्ध हैं, या यदि प्रकाश की अन्य तरंग दैर्ध्य कृत्रिम रूप से प्रदान की जाती हैं, जैसे कि वस्तु को एक गोता लगाने वाले प्रकाश से प्रदीपन करना।[9]
खुले समुद्र में जल स्वच्छ और नीला दिखाई देता है क्योंकि इसमें बहुत कम कण होते हैं, जैसे कि पादप प्लवक या अन्य निलंबित कण, और जल जितना स्वच्छ होता है, प्रकाश का प्रवेश उतना ही गहरा होता है। नीला प्रकाश गहराई से प्रवेश करता है और जल के अणुओं द्वारा प्रकीर्ण हो जाता है, जबकि अन्य सभी रंग अवशोषित हो जाते हैं; इस प्रकार जल नीला दिखाई देता है। दूसरी ओर, नेरिटांचल प्राय: हरे-भरे दिखाई देते हैं। तटीय जल में खुले समुद्र की तुलना में बहुत अधिक निलंबित अवसाद और शैवाल और समुद्री सूक्ष्मजीव होते हैं। इनमें से कई जीव, जैसे कि पादप प्लवक, अपने प्रकाश संश्लेषक वर्णक के माध्यम से नीले और लाल श्रेणी में प्रकाश को अवशोषित करते हैं, हरे रंग को परावर्तित प्रकाश के प्रमुख तरंग दैर्ध्य के रूप में छोड़ते हैं। इसलिए जल में पादप प्लवक की सघनता जितनी अधिक होती है, वह उतना ही हरा दिखाई देता है। अवसाद के छोटे कण भी नीले प्रकाश को अवशोषित कर सकते हैं, और निलंबित कणों की उच्च सांद्रता होने पर जल के रंग को नीले रंग से दूर ले जाते हैं।[9]
जैसा कि वेलापवर्ती क्षेत्र में चर्चा की गई है, प्रकाश प्रवेश की मात्रा के आधार पर महासागर को गहराई परतों में विभाजित किया जा सकता है। ऊपरी 200 मीटर को प्रकाशी या सुप्रकाशित क्षेत्र कहा जाता है। यह उस क्षेत्र का प्रतिनिधित्व करता है जहां प्रकाश संश्लेषण का समर्थन करने के लिए पर्याप्त प्रकाश प्रवेश कर सकते है, और यह अधिवेलापवर्ती क्षेत्र से मेल खाते है। 200 से 1000 मीटर की दूरी पर मंद प्रकाशी क्षेत्र, या अवांतर क्षेत्र (वेलापवर्ती क्षेत्र के अनुरूप) है। इन गहराइयों पर अभी भी कुछ प्रकाश है, परन्तु प्रकाश संश्लेषण का समर्थन करने के लिए पर्याप्त नहीं है। 1000 मीटर से नीचे अप्रकाशी (या अर्द्धरात्री) क्षेत्र है, जहाँ कोई प्रकाश प्रवेश नहीं करता है। इस क्षेत्र में महासागर का अधिकांश भाग सम्मिलित है, जो पूर्ण अंधकार में स्थित है।[9]
पुराजलवायुविज्ञान
पादप प्लवक एककोशिकीय समुद्री सूक्ष्मजीव हैं जो समुद्री खाद्य श्रृंखलाओं का आधार बनाते हैं। उन पर द्विपरमाणुक का प्रभुत्व है, जो सिलिकेट के गोले को फ्रस्टयूल कहते हैं। जब द्विपरमाणुक की मृत्यु हो जाती है तो उनके गोले समुद्र तल पर बस सकते हैं और सूक्ष्म जीवाश्म बन सकते हैं। समय के साथ, ये सूक्ष्म जीवाश्म समुद्री अवसाद में ओपीएएल अवसादों के रूप में दब जाते हैं। पुराजलवायु विज्ञान पूर्व की जलवायु का अध्ययन है। प्रॉक्सी डेटा का उपयोग पूर्व में जलवायु और महासागरीय स्थितियों के लिए आधुनिक अवसादी प्रतिदर्शों में एकत्रित तत्वों से संबंधित करने के लिए किया जाता है। पूर्व-जलवायु प्रॉक्सी संरक्षित या जीवाश्म भौतिक चिह्नक को संदर्भित करते है जो प्रत्यक्ष ऋतु विज्ञान या महासागर माप के विकल्प के रूप में काम करते हैं।[10] प्रॉक्सी का एक उदाहरण δ13C, δ18O, δ30Si (δ13C द्विपरमाणुक, δ18O द्विपरमाणुक, और δ30Si द्विपरमाणुक) के द्विपरमाणुक समस्थानिक अभिलेख का उपयोग है। 2015 में, स्वान और स्नेलिंग ने इन समस्थानिक अभिलेखों का उपयोग उत्तर-पश्चिम प्रशांत महासागर के प्रकाश क्षेत्र स्थितियों में ऐतिहासिक परिवर्तनों को दर्ज करने के लिए किया, जिसमें पोषक तत्वों की आपूर्ति और मृदूतक जैविक पंप की दक्षता सम्मिलित है, आधुनिक समय से समुद्री समस्थानिक चरण तक मरीन समस्थानिक चरण (एमआईएस) 5e, जो कि ईमियन के साथ मेल खाते है। समुद्री समस्थानिक चरण में दुग्धिल उत्पादकता में शिखर क्षेत्रीय हेलोकलाइन स्तरीकरण के टूटने और प्रकाशी क्षेत्र में पोषक तत्वों की आपूर्ति में वृद्धि के साथ जुड़ा हुआ है।[11]
हेलोकलाइन और स्तरीकरण (जल) के प्रारंभिक विकास को 2.73 Ma पर प्रमुख वुर्म हिमाच्छादन की प्रारम्भ के लिए उत्तरदायी ठहराया गया है, जिसने मानसूनी वर्षा और/या हिमनदों के पिघले जल और समुद्र की सतह के तापमान में वृद्धि के माध्यम से इस क्षेत्र में मीठे जल के प्रवाह को बढ़ाया।[12][13][14][15] इससे जुड़े रसातल के जल के बहाव में कमी ने विश्व स्तर पर शीतलक की स्थिति की स्थापना और उत्तरी गोलार्ध में ग्लेशियरों के विस्तार में 2.73 Ma से योगदान दिया हो सकता है।[13] जबकि हेलोकलाइन गत प्लायोसीन और प्रारंभिक चतुर्धातुक हिमनद-अंतरहिमन चक्रों के माध्यम से प्रचलित प्रतीत होता है,[16] अन्य अध्ययनों से पता चला है कि स्तरीकरण सीमा हिमनदों की समाप्ति पर और अंतराल के प्रारंभिक भाग के समय टूट सकती है।[17][18][19][20][21][11]
यह भी देखें
संदर्भ
- ↑ समुद्र में प्राथमिक उत्पादकों का विकास. Falkowski, Paul G., Knoll, Andrew H. Amsterdam: Elsevier Academic Press. 2007. ISBN 978-0-08-055051-0. OCLC 173661015.
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Material was copied from this source, which is available under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
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