समुद्री रसायन

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समुद्री जल की कुल मोलर संरचना (लवणता = 35)[1]
अवयव सांद्रता (मोल / किग्रा)
[[Water (molecule)|H
2O]]		 53.6
[[Chloride|Cl−
]]		 0.546
[[Sodium|Na+
]]		 0.469
[[Magnesium|Mg2+
]]		 0.0528
[[sulfate|SO2−
4]]		 0.0282
[[Calcium|Ca2+
]]		 0.0103
[[Potassium|K+
]]		 0.0102
CT 0.00206
[[Bromide|Br−
]]		 0.000844
BT (total boron) 0.000416
[[Strontium|Sr2+
]]		 0.000091
[[Fluoride|F−
]]		 0.000068

समुद्री रसायन विज्ञान, जिसे महासागर रसायन विज्ञान या रासायनिक समुद्र विज्ञान के रूप में भी जाना जाता है, जो प्लेट टेक्टोनिक्स और समुद्री तल के प्रसार, आविल महासागरीय धारा, अवसादों, पीएच स्तर, वायुमंडलीय घटकों, रूपांतरित प्रतिक्रिया और पारिस्थितिकी से प्रभावित होता है। रासायनिक समुद्र विज्ञान का क्षेत्र विभिन्न चरों के प्रभावों सहित समुद्री वातावरण के रसायन विज्ञान का अध्ययन करता है। समुद्री जीवन महासागर के लिए अद्वितीय रसायन विज्ञान के अनुकूल हो गया है। पृथ्वी के महासागर, और समुद्री पारिस्थितिक तंत्र महासागर रसायन विज्ञान में परिवर्तन के प्रति संवेदनशील हैं।

पृथ्वी के महासागरों के रसायन विज्ञान पर मानव गतिविधि का प्रभाव समय के साथ बढ़ा है, उद्योग से होने वाले प्रदूषण और विभिन्न भूमि उपयोग प्रथाओं ने महासागरों को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित किया है। इसके अतिरिक्त, पृथ्वी के वायुमंडल में कार्बन डाइऑक्साइड के बढ़ते स्तर से समुद्र का अम्लीकरण हुआ है, जिसका समुद्री पारिस्थितिक तंत्र पर नकारात्मक प्रभाव पड़ा है। अंतर्राष्ट्रीय समुदाय इस बात से सहमत है कि महासागरों के रसायन विज्ञान को बहाल करना एक प्राथमिकता है, और इस लक्ष्य की दिशा में किए जा रहे प्रयासों को सतत विकास लक्ष्य 14 के भाग के रूप में ट्रैक किया जाता है।

रासायनिक समुद्र विज्ञान पृथ्वी के महासागरों के रसायन शास्त्र का अध्ययन है। एक अंतःविषय क्षेत्र, रासायनिक समुद्र विज्ञानी आणविक से वैश्विक पैमानों पर प्राकृतिक रूप से होने वाले और विकट: मानवजनित रसायनों के वितरण और प्रतिक्रियाओं का अध्ययन करते हैं।[2]

समुद्र के परस्पर संबंध के कारण, रासायनिक समुद्र विज्ञानी अधिकांश भौतिक समुद्र विज्ञान, भूविज्ञान और भू-रसायन विज्ञान, जीव विज्ञान और जैव रसायन, और वायुमंडलीय विज्ञान से संबंधित समस्याओं पर काम करते हैं। कई रासायनिक समुद्र विज्ञानी जैव भू-रासायनिक चक्रों की जांच करते हैं, और समुद्री कार्बन चक्र विशेष रूप से कार्बन प्रच्छादन और समुद्र के अम्लीकरण में अपनी भूमिका के कारण महत्वपूर्ण रुचि को आकर्षित करते हैं।[3] रुचि के अन्य प्रमुख विषयों में महासागरों का विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान, समुद्री प्रदूषण और मानवजनित जलवायु परिवर्तन सम्मिलित हैं।

महासागरों में कार्बनिक यौगिक

रंगीन घुले हुए कार्बनिक पदार्थ (सीडीओएम) का अनुमान महासागरों की कार्बन सामग्री का 20-70% तक होता है, जो नदी के आउटलेट के पास अधिक होता है और खुले समुद्र में कम होता है।[4]

समुद्री जीवन काफी सीमा तक स्थलीय जीवों के जैव रसायन के समान है, अतिरिक्त इसके कि वे खारे वातावरण में रहते हैं। उनके अनुकूलन का एक परिणाम यह है कि समुद्री जीव हेलोकर्बन का सबसे विपुल स्रोत हैं।[5]


एक्स्ट्रीमोफिल्स की रासायनिक पारिस्थितिकी

गहरे समुद्र में जलतापीय छिद्रों के आसपास महासागरीय रसायन को दर्शाने वाला आरेख

महासागर तापमान, दबाव और अंधेरे की असामान्य परिस्थितियों में पनपने वाले चरमपंथियों द्वारा बसाए गए विशेष समुद्री वातावरण प्रदान करता है। इस तरह के वातावरण में जीवों के पूरे पारिस्थितिक तंत्र के साथ समुद्र तल पर हाइड्रोथर्मल वेंट्स और ब्लैक स्मोकर्स और कोल्ड सीप्स सम्मिलित हैं, जो यौगिकों के साथ सहजीवी संबंध रखते हैं जो रसायन विज्ञान नामक प्रक्रिया के माध्यम से ऊर्जा प्रदान करते हैं।

निक्स

मध्य-महासागर रिज स्थानों पर हाइड्रोथर्मल गतिविधि से जुड़े मैग्नीशियम से कैल्शियम अनुपात में परिवर्तन

मध्य-महासागर की कटकों पर फैला हुआ समुद्री तल एक वैश्विक स्तर का आयन विनिमय प्रणाली है।[6] प्रसार केंद्रों पर हाइड्रोथर्मल वेंट विभिन्न मात्रा में आयरन, सल्फर , मैंगनीज, सिलिकॉन और अन्य तत्वों को समुद्र में लाते हैं, जिनमें से कुछ को महासागरीय क्रस्ट में पुनर्नवीनीकरण किया जाता है। हीलियम -3, एक आइसोटोप है जो कि मेंटल से ज्वालामुखी के साथ होता है, हाइड्रोथर्मल वेंट द्वारा उत्सर्जित होता है और समुद्र के अन्दर प्लूम्स में पाया जा सकता है।[7]

मध्य-महासागर की कटकों पर प्रसार दर 10 और 200 मिमी/वर्ष के बीच भिन्न होती है। तेजी से फैलने वाली दरों के कारण समुद्री जल के साथ बेसाल्ट प्रतिक्रियाएँ बढ़ जाती हैं। मैगनीशियम /कैल्शियम अनुपात कम होता है क्योंकि अधिक मैग्नीशियम आयन समुद्री जल से निकाले जा रहे हैं और चट्टान द्वारा उपभोग किए जा रहे हैं, और अधिक कैल्शियम आयन चट्टान से निकाले जा रहे हैं और समुद्री जल में छोड़े जा रहे हैं। रिज क्रेस्ट पर हाइड्रोथर्मल गतिविधि मैग्नीशियम को दूर करने में कुशल है।[8] एक निम्न Mg/Ca अनुपात कैल्शियम कार्बोनेट (केल्साइट समुद्र) के निम्न-Mg कैल्साइट बहुरूपता (सामग्री विज्ञान) की वर्षा का पक्षधर है।[6]

मध्य-महासागर की लकीरों पर धीमी गति से फैलने का विपरीत प्रभाव पड़ता है और इसके परिणामस्वरूप उच्च Mg/Ca अनुपात कैल्शियम कार्बोनेट (एरेगोनाइट समुद्र) के अर्गोनाइट और उच्च-Mg कैल्साइट बहुरूपों की वर्षा के पक्ष में होता है।[6]

प्रयोगों से पता चलता है कि पिछले कैल्साइट समुद्रों में अधिकांश आधुनिक उच्च-एमजी कैल्साइट जीव निम्न-एमजी कैल्साइट रहे होंगे,[9] जिसका अर्थ है कि एक जीव के कंकाल में Mg/Ca अनुपात समुद्री जल के Mg/Ca अनुपात के साथ भिन्न होता है जिसमें इसे उगाया गया था।

मूंगा - चट्टान और तलछट-उत्पादक जीवों की खनिज विज्ञान इस प्रकार मध्य-महासागर रिज के साथ होने वाली रासायनिक प्रतिक्रियाओं द्वारा नियंत्रित होती है, जिसकी दर समुद्र तल के प्रसार की दर से नियंत्रित होती है।[8][9]


मानव प्रभाव

समुद्री प्रदूषण

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समुद्री प्रदूषण तब होता है जब मनुष्यों द्वारा उपयोग किए जाने वाले या फैलाए जाने वाले पदार्थ, जैसे औद्योगिक, कृषि और आवासीय अपशिष्ट, कण, ध्वनि, अतिरिक्त कार्बन डाइऑक्साइड या आक्रामक जीव समुद्र में प्रवेश करते हैं और वहां हानिकारक प्रभाव उत्पन्न करते हैं। इस कचरे का अधिकांश भाग (80%) भूमि आधारित गतिविधि से आता है, चूंकि समुद्री परिवहन भी महत्वपूर्ण योगदान देता है। चूंकि अधिकांश आदान भूमि से आते हैं, या तो नदियों, सीवेज या वातावरण के माध्यम से, इसका अर्थ है कि महाद्वीपीय समतल प्रदूषण के प्रति अधिक संवेदनशील हैं। समुद्र में आयरन, कार्बोनिक एसिड, नाइट्रोजन, सिलिकॉन, सल्फर, कीटनाशक या धूल के कणों को ले जाकर वायु प्रदूषण भी एक योगदान कारक है। प्रदूषण अधिकांश कृषि अपवाह, हवा से उड़ने वाले मलबे और धूल जैसे गैर बिंदु स्रोतों से आता है। ये गैर बिंदु स्रोत बड़े पैमाने पर अपवाह के कारण हैं जो नदियों के माध्यम से समुद्र में प्रवेश करते हैं, किन्तु हवा से उड़ने वाले मलबे और धूल भी एक भूमिका निभा सकते हैं, क्योंकि ये प्रदूषक जलमार्गों और महासागरों में जमा हो सकते हैं। प्रदूषण के मार्गों में प्रत्यक्ष निर्वहन, भूमि अपवाह, जहाज प्रदूषण, बिल्ज प्रदूषण, वायुमंडलीय प्रदूषण और संभावित रूप से गहरे समुद्र में खनन सम्मिलित हैं।

समुद्री प्रदूषण के प्रकारों को समुद्री मलबे, प्लास्टिक प्रदूषण, माइक्रोप्लास्टिक्स, महासागर अम्लीकरण, पोषक प्रदूषण, विषाक्त पदार्थों और पानी के नीचे के ध्वनि से प्रदूषण के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है। समुद्र में प्लास्टिक प्रदूषण प्लास्टिक द्वारा एक प्रकार का समुद्री प्रदूषण है, जो प्लास्टिक सामग्री के विखंडन से बने माइक्रोप्लास्टिक्स जैसे बोतलों और बैग जैसी बड़ी मूल सामग्री से आकार में होता है। समुद्री मलबा मुख्य रूप से फेंका गया मानव कचरा है जो समुद्र में तैरता है या निलंबित रहता है। प्लास्टिक प्रदूषण समुद्री जीवन के लिए हानिकारक है।

जलवायु परिवर्तन

Further information: महासागरों पर जलवायु परिवर्तन के प्रभाव § रासायनिक प्रभाव

अधिकांश जीवाश्म ईंधन के जलने से कार्बन डाईऑक्साइड के बढ़े हुए स्तर, समुद्र के रसायन विज्ञान को बदल रहे हैं। ग्लोबल वार्मिंग और लवणता में परिवर्तन[10] का समुद्री पर्यावरण (बायोफिजिकल) की पारिस्थितिकी पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है।[11]

डीऑक्सीजनेशन

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मानव गतिविधियों कार्बन डाइऑक्साइड के मानवजनित उत्सर्जन और यूट्रोफिकेशन-संचालित अतिरिक्त उत्पादन के परिणामस्वरूप वैश्विक महासागरों और तटीय क्षेत्रों की ऑक्सीजन सामग्री में कमी महासागर डीऑक्सीजनेशन है। यह तटीय और मुहाने हाइपोक्सिक क्षेत्रों, या मृत क्षेत्रों की बढ़ती संख्या और दुनिया के महासागरों में ऑक्सीजन न्यूनतम क्षेत्रों (ओएमजेड) के विस्तार में प्रकट होता है। महासागरों की ऑक्सीजन सामग्री में कमी अधिक तेजी से हुई है और यह सभी एरोबिक समुद्री जीवन के साथ-साथ पोषण या आजीविका के लिए समुद्री जीवन पर निर्भर रहने वाले लोगों के लिए खतरा बन गया है।

समुद्र विज्ञानियों और अन्य लोगों ने चर्चा की है कि कौन सा वाक्यांश गैर-विशेषज्ञों के लिए घटना का सबसे अच्छा वर्णन करता है। जिन विकल्पों पर विचार किया गया उनमें महासागर घुटन (जिसका उपयोग मई 2008 से एक समाचार रिपोर्ट में किया गया था) महासागर ऑक्सीजन की कमी, समुद्री ऑक्सीजन समुद्री डीऑक्सीजनेशन महासागर ऑक्सीजन की कमी और महासागर हाइपोक्सिया में गिरावट है। शब्द अंतर्राष्ट्रीय वैज्ञानिक निकायों द्वारा महासागर डीऑक्सीजनेशन का तेजी से उपयोग किया जा रहा है क्योंकि यह विश्व महासागर की ऑक्सीजन सूची की घटती प्रवृत्ति को दर्शाता है।

इतिहास

एचएमएस चैलेंजर (1858)

समुद्री रसायन विज्ञान की शुरुआती पूछताछ में सामान्यतः समुद्र में लवणता की उत्पत्ति का संबंध होता है, जिसमें रॉबर्ट बॉयल का काम भी सम्मिलित है। आधुनिक रासायनिक समुद्र विज्ञान 1872-1876 के चैलेंजर अभियान के साथ एक क्षेत्र के रूप में प्रारंभ हुआ, जिसने समुद्र रसायन विज्ञान का पहला व्यवस्थित मापन किया।


उपकरण

रासायनिक समुद्र विज्ञानी विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान के मानक उपकरण के साथ-साथ पीएच मीटर, विद्युत चालकता मीटर, फ्लोरोमीटर, और भंग CO₂ मीटर जैसे उपकरणों का उपयोग करके समुद्री जल में रसायनों को एकत्र और मापते हैं। अधिकांश डेटा शिपबोर्ड मापन और स्वायत्त फ्लोट (समुद्र विज्ञान उपकरण मंच) से एकत्र किए जाते हैं, किन्तु रिमोट सेंसिंग का भी उपयोग किया जाता है। एक महासागरीय अनुसंधान पोत पर, एक सीटीडी (उपकरण) का उपयोग विद्युत चालकता, तापमान और दबाव को मापने के लिए किया जाता है, और अधिकांश विश्लेषण के लिए समुद्री जल एकत्र करने के लिए नानसेन की बोतलों के रोसेट सैंपलर पर लगाया जाता है। तलछट का सामान्यतः एक बॉक्स कोरर या एक तलछट जाल के साथ अध्ययन किया जाता है, और पुराने तलछट वैज्ञानिक ड्रिलिंग द्वारा पुनर्प्राप्त किए जा सकते हैं।

अन्य ग्रहों और उनके चंद्रमाओं पर समुद्री रसायन

यूरोपा के उपसतह महासागर का रसायन विज्ञान पृथ्वी जैसा हो सकता है।[12] एन्सेलाडस का उपसतह महासागर हाइड्रोजन और कार्बन डाइऑक्साइड को अंतरिक्ष में भेजता है।[13]


यह भी देखें

संदर्भ

  1. ↑ DOE (1994). "5" (PDF). In A.G. Dickson; C. Goyet (eds.). Handbook of methods for the analysis of the various parameters of the carbon dioxide system in sea water. 2. ORNL/CDIAC-74.
  2. ↑ Darnell, Rezneat. The American Sea: A natural history of the gulf of Mexico.
  3. ↑ Gillis, Justin (2012-03-02). "Pace of Ocean Acidification Has No Parallel in 300 Million Years, Paper Says". Green Blog (in English). Retrieved 2020-04-28.
  4. ↑ Coble, Paula G. (2007). "Marine Optical Biogeochemistry: The Chemistry of Ocean Color". Chemical Reviews. 107 (2): 402–418. doi:10.1021/cr050350+. PMID 17256912.
  5. ↑ Gribble, Gordon W. (2004). "Natural Organohalogens: A New Frontier for Medicinal Agents?". Journal of Chemical Education. 81 (10): 1441. Bibcode:2004JChEd..81.1441G. doi:10.1021/ed081p1441.
  6. ↑ 6.0 6.1 6.2 Stanley, S.M.; Hardie, L.A. (1999). "Hypercalcification: paleontology links plate tectonics and geochemistry to sedimentology". GSA Today. 9 (2): 1–7.
  7. ↑ Lupton, John (1998-07-15). "प्रशांत महासागर में हाइड्रोथर्मल हीलियम प्लम". Journal of Geophysical Research: Oceans. 103 (C8): 15853–15868. Bibcode:1998JGR...10315853L. doi:10.1029/98jc00146. ISSN 0148-0227.
  8. ↑ 8.0 8.1 Coggon, R. M.; Teagle, D. A. H.; Smith-Duque, C. E.; Alt, J. C.; Cooper, M. J. (2010-02-26). "Reconstructing Past Seawater Mg/Ca and Sr/Ca from Mid-Ocean Ridge Flank Calcium Carbonate Veins". Science (in English). 327 (5969): 1114–1117. Bibcode:2010Sci...327.1114C. doi:10.1126/science.1182252. ISSN 0036-8075. PMID 20133522. S2CID 22739139.
  9. ↑ 9.0 9.1 Ries, Justin B. (2004). "Effect of ambient Mg/Ca ratio on Mg fractionation in calcareous marine invertebrates: A record of the oceanic Mg/Ca ratio over the Phanerozoic". Geology (in English). 32 (11): 981. Bibcode:2004Geo....32..981R. doi:10.1130/G20851.1. ISSN 0091-7613.
  10. ↑ "Ocean salinity: Climate change is also changing the water cycle". usys.ethz.ch (in English). Retrieved 2022-05-22.
  11. ↑ Millero, Frank J. (2007). "समुद्री अकार्बनिक कार्बन चक्र". Chemical Reviews. 107 (2): 308–341. doi:10.1021/cr0503557. PMID 17300138.
  12. ↑ Greicius, Tony (2016-05-16). "यूरोपा के महासागर में पृथ्वी जैसा रासायनिक संतुलन हो सकता है". NASA. Retrieved 2022-05-22.
  13. ↑ "The Chemistry of Enceladus' Plumes: Life or Not?".
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