कार्बन पृथक्करण की इंजीनियरिंग द्वारा रेगिस्तान की क्षमता में वृद्धि

किंग अब्दुल्ला यूनिवर्सिटी ऑफ साइंस एंड टेक्नोलॉजी के शोधकर्ताओं ने ऑक्सालेट बनाने वाले पौधों और सूक्ष्मजीवों का उपयोग करके कार्बन डाइऑक्साइड को पकड़ने का एक नया तरीका विकसित किया है। इसके साथ उनका लक्ष्य रेगिस्तानों को कार्बन संचयन प्रणालियों में बदलना है। चीजों को क्रियान्वित करने के लिए, टीम ने उत्तर-पश्चिमी सऊदी अरब में प्रयोग शुरू किए। उन्होंने रेगिस्तानी पौधों को बढ़ने में मदद करने के लिए बबूल जैसे नाइट्रोजन-फिक्सिंग फलियां लगाईं।

वायुमंडल में मौजूद कार्बन डाइऑक्साइड के अत्यधिक स्तर को कम करने के लिए केवल उत्सर्जन में कटौती करना ही पर्याप्त नहीं है। हमें पर्यावरण में पहले से मौजूद कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा को कम करके उसे संग्रहित करना होगा। किंग अब्दुल्ला विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय (KAUST) के पादप वैज्ञानिकों की एक टीम ने हाल ही में एक शोध पत्र प्रकाशित किया है जिसमें कहा गया है कि शुष्क भूमि में कार्बन डाइऑक्साइड को अवशोषित करने की क्षमता होती है।

शोधकर्ताओं के अनुसार, शुष्क पारिस्थितिकी तंत्र को प्रभावी कार्बन पृथक्करण प्रणालियों में परिवर्तित करना संभव है । यह मृदा स्वास्थ्य में सुधार, प्रकाश संश्लेषण दक्षता में वृद्धि और जड़ जैव द्रव्यमान में वृद्धि करके संभव हो सकता है। और यह मृदा सूक्ष्मजीवों, मृदा के प्रकार और पौधों के सही संयोजन को अनुकूलित करके प्राप्त किया जा सकता है, ताकि प्राकृतिक रूप से होने वाली जैव-रासायनिक प्रक्रिया को शामिल और बढ़ावा दिया जा सके। यहां जिस प्रक्रिया की चर्चा की जा रही है, वह है ऑक्सालेट-कार्बोनेट मार्ग, जो भूमिगत कार्बन सिंक बनाने में सहायक होगी।

केएयूएसटी के वरिष्ठ लेखक और पादप वैज्ञानिक हेरिबर्ट हर्ट ने कहा, “कार्बन पृथक्करण सहित पारिस्थितिकी तंत्र कार्यों की बहाली के माध्यम से रेगिस्तानों को फिर से हरा-भरा करना, तरजीही दृष्टिकोण होना चाहिए। शुष्क क्षेत्रों को फिर से हरा-भरा करने और कार्बन पृथक्करण के लिए पुनः प्राप्त करने का लाभ यह है कि वे कृषि और खाद्य उत्पादन में उपयोग की जाने वाली भूमि के साथ प्रतिस्पर्धा नहीं करते हैं।”

ऑक्सालेट का महत्व

यह विधि शुष्क वातावरण में उगने वाले उन पौधों का लाभ उठाती है जो ऑक्सालेट उत्पन्न करते हैं—कार्बन और ऑक्सीजन युक्त आयन जो गुर्दे की पथरी या गठिया से संबंधित होते हैं। कुछ मृदा सूक्ष्मजीव अपने कार्बन स्रोत के रूप में पूरी तरह से ऑक्सालेट पर निर्भर होते हैं। परिणामस्वरूप, वे मिट्टी में कार्बोनेट अणु छोड़ते हैं।

कार्बोनेट प्रायः तेजी से विघटित हो जाता है, लेकिन जब इन पादप-सूक्ष्मजीव प्रणालियों को क्षारीय और कैल्शियम से समृद्ध मिट्टी में उगाया जाता है, तो कार्बोनेट कैल्शियम के साथ क्रिया करके स्थायी कैल्शियम कार्बोनेट जमा बनाता है।

प्राकृतिक कार्बन चक्र में आमतौर पर वायुमंडल, महासागरों और स्थलीय पारिस्थितिक तंत्रों के बीच कार्बन डाइऑक्साइड का आदान-प्रदान शामिल होता है। हालांकि, मानवीय गतिविधियों के कारण वायुमंडल में अत्यधिक CO2 का काफी संचय हो गया है।

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पेड़ बनाम शुष्क भूमि

वृक्षों को अक्सर कार्बन को अवशोषित करने का सर्वोत्तम उपाय माना जाता है, लेकिन चुनौती यह है कि वनीकरण अक्सर कृषि योग्य भूमि के लिए कृषि से प्रतिस्पर्धा करता है। हालांकि, रेगिस्तानों को कार्बन पृथक्करण प्रणालियों में परिवर्तित करना एक नई अवधारणा है। शुष्क भूमि में अपार संभावनाएं मौजूद हैं, जो पृथ्वी की सतह का लगभग एक तिहाई भाग बनाती हैं और वर्तमान में कृषि के लिए उपयोग नहीं की जाती हैं।

शुष्क पारिस्थितिक तंत्र अपनी सीमित वनस्पति के लिए जाने जाते हैं, जिसका मुख्य कारण जल की कमी है। कुछ पौधों ने इन चुनौतीपूर्ण परिस्थितियों में जीवित रहने के लिए चतुराई से विभिन्न रणनीतियाँ विकसित की हैं , और जल की कमी और अत्यधिक तापमान पर सफलतापूर्वक काबू पा लिया है।

शुष्क परिस्थितियों में पनपने वाले कुछ पौधों में भूमिगत जल स्रोतों तक पहुँचने के लिए अद्भुत जड़ तंत्र होते हैं । इसके अलावा, वे प्रकाश संश्लेषण के विशिष्ट रूपों का उपयोग करते हैं जो उन्हें दिन के भीषण गर्मी के दौरान पानी बचाने में सक्षम बनाते हैं।

इसके अलावा, कुछ ऐसे पौधे भी होते हैं जिन्हें ऑक्सलोजेनिक कहा जाता है, जिनमें पर्याप्त मात्रा में ऑक्सलेट उत्पन्न करने की क्षमता होती है , जिसे सूखे के दौरान पानी में परिवर्तित किया जा सकता है ।

सूक्ष्मजीव न केवल अपने चयापचय के लिए कार्बन का उपयोग करते हैं, बल्कि इसे कार्बोनेट के रूप में मिट्टी में छोड़ते भी हैं। यह कार्बोनेट कैल्शियम कार्बोनेट के रूप में अवक्षेपित होने की क्षमता रखता है, और इसकी स्थिरता कई शताब्दियों या सहस्राब्दियों तक बनी रह सकती है। शुष्क भूमि पर कार्बन पृथक्करण के लिए प्रस्तावित प्रणाली में ऑक्सालोजेनिक पौधों का संयोजन शामिल है , जो अपने कार्बन का एक चौथाई भाग ऑक्सालिक अम्ल के रूप में मिट्टी में छोड़ते हैं, और ऑक्सालोट्रॉफिक सूक्ष्मजीवों का संयोजन भी शामिल है।

इन ऑक्सालेट से कुछ मात्रा में कार्बन भूमिगत जमा हो जाता है, और टीम इस प्रक्रिया का उपयोग कार्बन पृथक्करण के लिए करना चाहती है। रिपोर्ट के अनुसार , "कुल मिलाकर, कार्बन पृथक्करण के इस रूप में, प्रकाश संश्लेषण द्वारा स्थिर किए गए प्रत्येक सोलह कार्बन परमाणुओं में से एक कार्बोनेट में संचित हो सकता है।"

प्रजनन द्वीप

लेखकों के अनुसार, शुष्क भूमि में स्वाभाविक रूप से होने वाली इस जैव-रासायनिक प्रक्रिया को बढ़ाकर , इन अनुत्पादक और निम्नीकृत पारिस्थितिक तंत्रों को समृद्ध मिट्टी और पौधों वाले कार्बन सिंक में परिवर्तित करना संभव है ।

लेखकों का सुझाव है कि उर्वरता द्वीपों को प्रारंभिक बिंदु के रूप में लिया जाना चाहिए । ये पुनर्जीवित पर्यावास के छोटे क्षेत्र हैं जहाँ से पौधे और सूक्ष्मजीव फैल सकते हैं, और अंततः वनस्पतियों का एक घना आवरण बना सकते हैं।

सह-लेखक हसन बौकसिम ने उत्तर-पश्चिमी सऊदी अरब में प्रयोग शुरू कर दिए हैं, जहाँ वे रेगिस्तानी पौधों की वृद्धि में सहायता के लिए बबूल जैसी नाइट्रोजन स्थिर करने वाली फलियों का रोपण कर रहे हैं । लेखकों का मानना ​​है कि इन तरीकों से दस वर्षों के भीतर पौधों और मिट्टी में संग्रहित कार्बन की मात्रा में भारी वृद्धि हो सकती है।

हालांकि, वे बताते हैं कि इस पद्धति की सफलता और गति, शुष्क परिस्थितियों में पौधों के बढ़ने की दर, तथा विभिन्न शुष्क देशों में धन और राजनीतिक समर्थन की उपलब्धता से प्रभावित होगी।

प्रोफेसर हर्ट कहते हैं, "केएयूएसटी की नेटिव जीनोम परियोजना के हिस्से के रूप में, हमने पहले ही कुछ देशी ऑक्सलोजेनिक पौधों की प्रजातियों की पहचान कर ली है, लेकिन अब इस परियोजना को सैकड़ों देशी पौधों और सूक्ष्मजीवों की विशेषताओं का पता लगाने के लिए विस्तारित किया जाएगा।"

प्रोफेसर हर्ट की टीम ने देशी पौधों के बीजों पर सीधे लाभकारी सूक्ष्मजीवों को लगाकर बीज कोटिंग की प्रक्रिया में क्रांति ला दी है। इन बीजों को कठोर रेगिस्तानी वातावरण में रोपने से पहले नर्सरी में सावधानीपूर्वक उगाया जाता है। इसलिए, रेगिस्तानों को कार्बन संचयन प्रणालियों में बदलना एक असंभव कार्य लग सकता है, लेकिन कुछ न करने के बजाय अलग-अलग तरीकों को आजमाना बेहतर है।

स्रोत : शुष्क भूमि पर कार्बन पृथक्करण का इंजीनियरिंग