जलवायु परिवर्तन के लिए मृदा आधारित समाधान की ओर 

एक नए अध्ययन ने मिट्टी में जैव अणुओं और मिट्टी के खनिजों के बीच बातचीत की जांच की और उन कारकों पर प्रकाश डाला जो मिट्टी में पौधे-आधारित कार्बन के फंसने को प्रभावित करते हैं। यह पाया गया कि जैव अणुओं और मिट्टी के खनिजों पर आवेश, जैव अणुओं की संरचना, मिट्टी में प्राकृतिक धातु घटक और जैव अणुओं के बीच युग्मन मिट्टी में कार्बन के पृथक्करण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। जबकि मिट्टी में सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए धातु आयनों की उपस्थिति ने कार्बन फँसाने में मदद की, जैव अणुओं के बीच इलेक्ट्रोस्टैटिक युग्मन ने मिट्टी के खनिजों में जैव अणुओं के सोखने को रोक दिया। निष्कर्ष मिट्टी में कार्बन को फंसाने में सबसे प्रभावी मिट्टी के रसायन विज्ञान की भविष्यवाणी करने में सहायक हो सकते हैं, जो बदले में, वायुमंडल में कार्बन को कम करने और ग्लोबल वार्मिंग के लिए मिट्टी-आधारित समाधानों का मार्ग प्रशस्त कर सकता है। जलवायु परिवर्तन.   

कार्बन चक्र में वायुमंडल से कार्बन का पृथ्वी पर पौधों और जानवरों में और वापस वायुमंडल में आना शामिल है। महासागर, वायुमंडल और जीवित जीव मुख्य जलाशय या सिंक हैं जिनके माध्यम से कार्बन चक्र होता है। बहुत सा कार्बन चट्टानों, तलछटों और मिट्टी में संग्रहित/संकुचित होता है। चट्टानों और तलछटों में मृत जीव लाखों वर्षों में जीवाश्म ईंधन बन सकते हैं। ऊर्जा की जरूरतों को पूरा करने के लिए जीवाश्म ईंधन को जलाने से वायुमंडल में बड़ी मात्रा में कार्बन निकलता है, जिससे वायुमंडलीय कार्बन संतुलन बिगड़ गया है और ग्लोबल वार्मिंग में योगदान हुआ है और परिणामस्वरूप जलवायु परिवर्तन.  

1.5 तक ग्लोबल वार्मिंग को पूर्व-औद्योगिक स्तर की तुलना में 2050 डिग्री सेल्सियस तक सीमित करने के प्रयास किए जा रहे हैं। ग्लोबल वार्मिंग को 1.5 डिग्री सेल्सियस तक सीमित करने के लिए, ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन को 2025 से पहले चरम पर होना चाहिए और 2030 तक आधा होना चाहिए। हालाँकि, हाल ही में वैश्विक स्टॉकटेक ने कहा है पता चला कि दुनिया इस सदी के अंत तक तापमान वृद्धि को 1.5 डिग्री सेल्सियस तक सीमित करने की राह पर नहीं है। यह परिवर्तन 43 तक ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन में 2030% की कमी हासिल करने के लिए पर्याप्त तेज़ नहीं है जो वर्तमान महत्वाकांक्षाओं के भीतर ग्लोबल वार्मिंग को सीमित कर सकता है। 

इसी सन्दर्भ में मिट्टी की भूमिका महत्वपूर्ण है जैविक कार्बन (एसओसी) में जलवायु परिवर्तन ग्लोबल वार्मिंग के जवाब में कार्बन उत्सर्जन के संभावित स्रोत के साथ-साथ वायुमंडलीय कार्बन के प्राकृतिक सिंक दोनों के रूप में महत्व बढ़ रहा है।  

कार्बन के ऐतिहासिक विरासत भार (अर्थात, 1,000 से जब औद्योगिक क्रांति शुरू हुई थी तब से लगभग 1750 बिलियन टन कार्बन का उत्सर्जन) के बावजूद, वैश्विक तापमान में किसी भी वृद्धि से वायुमंडल में मिट्टी से अधिक कार्बन निकलने की संभावना है, इसलिए मौजूदा को संरक्षित करना अनिवार्य है। मृदा कार्बन स्टॉक।   

सिंक के रूप में मिट्टी जैविक कार्बन 

मिट्टी अभी भी पृथ्वी का दूसरा सबसे बड़ा (महासागर के बाद) सिंक है जैविक कार्बन. इसमें लगभग 2,500 बिलियन टन कार्बन है जो वायुमंडल में मौजूद मात्रा से लगभग दस गुना अधिक है, फिर भी इसमें वायुमंडलीय कार्बन को अलग करने की बहुत बड़ी अप्रयुक्त क्षमता है। फसल भूमि 0.90 और 1.85 पेटाग्राम (1 पेज = 10) के बीच फंस सकती है¹⁵ ग्राम) कार्बन (पीजी सी) प्रति वर्ष, जो "के लक्ष्य का लगभग 26-53% है"4 प्रति 1000 पहल” (अर्थात, खड़ी वैश्विक मिट्टी की 0.4% वार्षिक वृद्धि दर जैविक कार्बन स्टॉक वातावरण में कार्बन उत्सर्जन में मौजूदा वृद्धि की भरपाई कर सकते हैं और इसे पूरा करने में योगदान दे सकते हैं जलवायु लक्ष्य)। हालाँकि, पौधों पर आधारित ट्रैपिंग को प्रभावित करने वाले कारकों की परस्पर क्रिया जैविक मिट्टी में मौजूद पदार्थ को बहुत अच्छी तरह से नहीं समझा जा सका है। 

मिट्टी में कार्बन के अवरोधन को क्या प्रभावित करता है?  

एक नया अध्ययन इस बात पर प्रकाश डालता है कि यह क्या निर्धारित करता है कि पौधा-आधारित है या नहीं जैविक मिट्टी में प्रवेश करने पर पदार्थ फंस जाएगा या क्या यह अंततः रोगाणुओं को खिलाएगा और सीओ के रूप में कार्बन को वायुमंडल में लौटा देगा₂. जैव अणुओं और मिट्टी के खनिजों के बीच परस्पर क्रिया की जांच के बाद, शोधकर्ताओं ने पाया कि जैव अणुओं और मिट्टी के खनिजों पर आवेश, जैव अणुओं की संरचना, मिट्टी में प्राकृतिक धातु घटक और जैव अणुओं के बीच युग्मन मिट्टी में कार्बन के पृथक्करण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।  

मिट्टी के खनिजों और व्यक्तिगत जैव अणुओं के बीच परस्पर क्रिया की जांच से पता चला कि बंधन पूर्वानुमानित था। चूंकि मिट्टी के खनिज नकारात्मक रूप से चार्ज होते हैं, इसलिए सकारात्मक चार्ज वाले घटकों (लाइसिन, हिस्टिडीन और थ्रेओनीन) वाले बायोमोलेक्यूल्स ने मजबूत बंधन का अनुभव किया। बंधन इस बात से भी प्रभावित होता है कि क्या बायोमोलेक्यूल इतना लचीला है कि वह अपने सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए घटकों को नकारात्मक रूप से चार्ज किए गए मिट्टी के खनिजों के साथ संरेखित कर सके।  

इलेक्ट्रोस्टैटिक चार्ज और बायोमोलेक्युलस की संरचनात्मक विशेषताओं के अलावा, मिट्टी में प्राकृतिक धातु घटक पुल निर्माण के माध्यम से बंधन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते पाए गए। उदाहरण के लिए, सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए मैग्नीशियम और कैल्शियम ने नकारात्मक रूप से चार्ज किए गए बायोमोलेक्यूल्स और मिट्टी के खनिजों के बीच एक पुल का निर्माण किया, जिससे यह पता चलता है कि मिट्टी में प्राकृतिक धातु के घटक मिट्टी में कार्बन फंसाने की सुविधा प्रदान कर सकते हैं।  

दूसरी ओर, जैव अणुओं के बीच इलेक्ट्रोस्टैटिक आकर्षण ने बंधन पर प्रतिकूल प्रभाव डाला। वास्तव में, जैव अणुओं के बीच आकर्षण की ऊर्जा मिट्टी के खनिज के प्रति जैव अणु के आकर्षण की ऊर्जा से अधिक पाई गई। इसका मतलब मिट्टी में जैव अणुओं का सोखना कम हो गया। इस प्रकार, जबकि मिट्टी में धनात्मक रूप से आवेशित धातु आयनों की उपस्थिति ने कार्बन फँसाने में मदद की, जैव अणुओं के बीच इलेक्ट्रोस्टैटिक युग्मन ने मिट्टी के खनिजों में जैव अणुओं के सोखने को रोक दिया।  

कैसे के बारे में ये नए निष्कर्ष जैविक कार्बन बायोमोलेक्यूल्स मिट्टी में मिट्टी के खनिजों से जुड़ते हैं, जो कार्बन फंसाने के पक्ष में मिट्टी के रसायन विज्ञान को उपयुक्त रूप से संशोधित करने में मदद कर सकते हैं, इस प्रकार मिट्टी आधारित समाधानों का मार्ग प्रशस्त होता है। जलवायु परिवर्तन. 

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सन्दर्भ:  

1. ज़ोमेर, आरजे, बोसियो, डीए, सोमर, आर. एट अल। फसल भूमि की मिट्टी में बढ़े हुए कार्बनिक कार्बन की वैश्विक पृथक्करण क्षमता। विज्ञान प्रतिनिधि 7, 15554 (2017)। https://doi.org/10.1038/s41598-017-15794-8 

2. रम्पेल, सी., अमीरसलानी, एफ., चेनू, सी. एट अल। 4p1000 पहल: एक सतत विकास रणनीति के रूप में मृदा जैविक कार्बन पृथक्करण को लागू करने के अवसर, सीमाएँ और चुनौतियाँ। एम्बियो 49, 350-360 (2020)। https://doi.org/10.1007/s13280-019-01165-2  

3. वांग जे., विल्सन आरएस, और एरिस्टिल्डे एल., 2024. जल-मिट्टी इंटरफेस पर बायोमोलेक्युलस के सोखने के पदानुक्रम में इलेक्ट्रोस्टैटिक युग्मन और जल ब्रिजिंग। पीएनएएस। 8 फरवरी 2024.121 (7) e2316569121। डीओआई: https://doi.org/10.1073/pnas.2316569121  

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