दुनिया भर के महासागरों के लगभग हर हिस्से में जीव रहते हैं। महासागरों में कुछ खास जगहें ऐसी होती हैं जहां ऑक्सीजन स्वाभाविक रूप से कम हो जाती है। इस तरह की जगहें ऑक्सीजन की आवश्यकता वाले या एरोबिक जीवों के लिए पानी में रहने लायक नहीं रह जाती है। इस तरह के इलाकों को ऑक्सीजन की कमी वाले क्षेत्र या ओडीजेड कहते हैं।
यद्यपि इस तरह के इलाके समुद्र के कुल आयतन का 1फीसदी से भी कम हैं, वे नाइट्रस ऑक्साइड, जो कि शक्तिशाली ग्रीनहाउस गैस के एक महत्वपूर्ण स्रोत हैं। उनकी सीमाएं मत्स्य पालन और समुद्री पारिस्थितिकी तंत्र की सीमा को भी सीमित कर सकती हैं।
अब मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी (एमआईटी) के वैज्ञानिकों ने दुनिया के सबसे बड़े ऑक्सीजन की कमी वाले इलाकों का सबसे विस्तृत, त्रि-आयामी एटलस तैयार किया है। नया एटलस उष्णकटिबंधीय प्रशांत क्षेत्र में पानी के दो प्रमुख, ऑक्सीजन की कमी वाले पानी के उच्च-रिज़ॉल्यूशन वाले मानचित्र प्रदान करता है। ये नक्शे प्रत्येक ओडीजेड की मात्रा, सीमा और अलग-अलग गहराई को दिखाते हैं।
टीम ने 40 वर्षों से अधिक के समुद्री आंकड़ों का विश्लेषण करने के लिए एक नई विधि का उपयोग किया। जिसमें उष्णकटिबंधीय प्रशांत क्षेत्र में कई शोध भ्रमण और रोबोट द्वारा एकत्र किए गए लगभग 1.5 करोड़ माप शामिल थे। इसके बाद शोधकर्ताओं ने एकत्र किए गए तीन-आयामी स्कैन के कई हस्सों के समान, विभिन्न गहराई पर ऑक्सीजन की कमी वाले क्षेत्रों के नक्शे बनाने के लिए विशाल आंकड़ों का विश्लेषण किया।
इन मानचित्रों से शोधकर्ताओं ने उष्णकटिबंधीय प्रशांत क्षेत्र में दो प्रमुख ओडीजेड की कुल मात्रा का अनुमान लगाया, जो पिछले प्रयासों की तुलना में अधिक सटीक है। पहला क्षेत्र, जो दक्षिण अमेरिका के तट से फैला है, यह लगभग 600,000 क्यूबिक किलोमीटर है। मोटे तौर पर पानी की मात्रा जो 240 अरब ओलंपिक आकार के पूलों को भर देगी। दूसरा क्षेत्र, मध्य अमेरिका के तट से दूर, जोकि लगभग तीन गुना बड़ा है।
एटलस एक संदर्भ के रूप में कार्य करता है जहां ओडीजेड आज स्थित हैं। शोधकर्ताओं ने कहा उन्हें उम्मीद है कि वैज्ञानिक इस एटलस को निरंतर माप के साथ जोड़ सकते हैं। ताकि इन क्षेत्रों में हुए बदलावों का बेहतर ढंग से पता लगाया जा सके और अनुमान लगाया जा सके कि जलवायु के गर्म होने पर वे किस तरह के बदलाव कर सकते हैं।
एंड्रयू बब्बिन के साथ एटलस विकसित करने वाले जेरेक क्विकिंस्की कहते हैं कि जलवायु के गर्म होने से महासागरों में ऑक्सीजन का नुकसान होगा। लेकिन उष्णकटिबंधीय इलाकों में स्थिति अधिक जटिल होती है जहां ऑक्सीजन की कमी वाले बड़े क्षेत्र होते हैं। मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी (एमआईटी) के पृथ्वी, वायुमंडलीय और ग्रह विज्ञान विभाग में सेसिल और इडा ग्रीन करियर डेवलपमेंट प्रोफेसर ने कहा इन क्षेत्रों का विस्तृत नक्शा बनाना महत्वपूर्ण है ताकि भविष्य में होने वाले बदलाव की तुलना की जा सके।
ओडीजेड अपेक्षाकृत स्थायी, ऑक्सीजन की कमी वाले पानी के स्थान हैं और सतह के नीचे लगभग 35 से 1,000 मीटर के बीच की मध्य-महासागर की गहराई पर मौजूद हो सकते हैं। कुछ परिप्रेक्ष्य में, महासागर औसतन लगभग 4,000 मीटर गहरे होते हैं।
पिछले 40 वर्षों में, शोध में उपयोग की गई बोतलों को विभिन्न गहराई तक डालकर समुद्री जल को निकला गया, उन इलाकों का पता लगाया गया जिसे वैज्ञानिक ऑक्सीजन के लिए मापते हैं।
बब्बिन कहते हैं कि बहुत सारी चीजें हैं जो एक बोतल की माप से आती हैं जब आप वास्तव में शून्य ऑक्सीजन को मापने की कोशिश कर रहे होते हैं। सभी प्लास्टिक जिसे हम नमूने के रूप में गहराई पर लगाते हैं वह ऑक्सीजन से भरा होता है। उन्होंने कहा जब हम सब कुछ कर सकते हैं, तो कृत्रिम ऑक्सीजन समुद्र के वास्तविक अहमियत को बढ़ा सकता है।
बोतल के नमूनों से माप पर भरोसा करने के बजाय, टीम ने बोतलों के बाहर से जुड़े सेंसर के आंकड़ों को देखा या रोबोटिक प्लेटफार्मों के साथ इसे इकट्ठा किया। यह विभिन्न गहराई पर पानी को मापने के लिए अपने को बदल सकते हैं। ये सेंसर पानी में घुली ऑक्सीजन की मात्रा का अनुमान लगाने के लिए विभिन्न प्रकार के संकेतों को मापते हैं, जिसमें विद्युत धाराओं में परिवर्तन या एक प्रकाश संवेदनशील डाई द्वारा उत्सर्जित प्रकाश की तीव्रता शामिल है। समुद्री जल के नमूनों के विपरीत, जो एकल असतत गहराई का प्रतिनिधित्व करते हैं, सेंसर लगातार संकेतों को रिकॉर्ड करते हैं क्योंकि वे पानी के नीचे होते हैं।
वैज्ञानिकों ने ओडीजेड में ऑक्सीजन सांद्रता के वास्तविक मूल्य का अनुमान लगाने के लिए इन सेंसर के आंकड़ों का उपयोग करने का प्रयास किया है, लेकिन उन्हें इन संकेतों को सटीक रूप से परिवर्तित करने में कठिनाई हुई, खासकर शून्य के करीब की सांद्रता पर।
क्वैकिंस्की कहते हैं कि हमने एक बहुत अलग दृष्टिकोण लिया, माप का उपयोग करके उनके वास्तविक माप को नहीं देखा, बल्कि पानी के भीतर यह माप कैसे बदलती है उस पर विचार किया। इस तरह हम एक विशिष्ट सेंसर क्या कहते हैं, इस पर ध्यान दिए बिना, हम ऑक्सीजन की कमी वाले पानी की पहचान कर सकते हैं।
टीम ने कहा कि, यदि सेंसरों ने समुद्र के एक सतत, ऊर्ध्वाधर खंड में ऑक्सीजन का एक निरंतर, न बदलने वाली माप दिखाई है, तो वास्तविक माप की परवाह किए बिना, यह संभवतः एक संकेत होगा कि ऑक्सीजन तल से बाहर हो गई थी और यह ऐसा हिस्सा था जहां ऑक्सीजन की कमी है।
शोधकर्ताओं ने विभिन्न शोध भ्रमण और रोबोटिक फ्लोट्स द्वारा 40 वर्षों में एकत्र किए गए लगभग 1.5 करोड़ सेंसर मापों को एक साथ जोड़ा और समुद्र के उन क्षेत्रों को मापा जहां गहराई में ऑक्सीजन में कोई बदलाव नहीं हुआ था।
बब्बिन कहते हैं अब हम देख सकते हैं कि प्रशांत क्षेत्र में ऑक्सीजन की कमी पानी का वितरण तीन आयामों में कैसे बदलता है।
टीम ने उष्णकटिबंधीय प्रशांत क्षेत्र में दो प्रमुख ओडीजेड की सीमाओं, आयतन और आकार को मापा, जोकि एक उत्तरी गोलार्ध में और दूसरा दक्षिणी गोलार्ध में है। शोधकर्ता ने कहा हम प्रत्येक क्षेत्र के भीतर के बारीक विवरण देखने में भी सक्षम थे। उदाहरण के लिए, ऑक्सीजन की कमी वाला पानी "मोटा" या बीच की ओर अधिक केंद्रित होता है और प्रत्येक क्षेत्र के किनारों की ओर पतला दिखाई देता है।
बब्बिन कहते हैं कि हम अंतराल भी देख सकते थे, जहां ऐसा लगता है कि उथले गहराई पर ऑक्सीजन की कमी पानी से बाहर निकाला गया था। इस क्षेत्र में ऑक्सीजन लाने के लिए कुछ तंत्र है, जो इसे आसपास के पानी की तुलना में ऑक्सीजन युक्त बनाता है। उष्णकटिबंधीय प्रशांत के ऑक्सीजन की कमी वाले क्षेत्रों के ऐसे अवलोकन आज तक मापी गई तुलना में अधिक विस्तृत हैं।
बब्बिन कहते हैं इन ओडीजेड की सीमाएं कैसे आकार लेती हैं और वे कितनी दूर तक फैली हुई हैं, इसका समाधान पहले नहीं किया जा सका। अब हमारे पास एक बेहतर विचार है कि इन दोनों क्षेत्रों की तुलना क्षेत्रफल और गहराई के मामले में कैसे की जाती है।
क्वैकिंस्की कहते हैं यह आपको ऑक्सीजन के बारे में एक खाका देता है कि क्या हो सकता है। समुद्र की ऑक्सीजन आपूर्ति को कैसे नियंत्रित किया जाता है, यह समझने के लिए इन आंकड़ों के साथ बहुत कुछ किया जा सकता है। यह अध्ययन ग्लोबल बायोजियोकेमिकल साइकिल पत्रिका में प्रकाशित हुआ है।