जीवमंडल

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डाई-एसिड जीवमंडल (sphere), जिसे इकोस्फेयर (sphere) भी कहा जाता है, सभी पारिस्थितिकी तंत्रों का वैश्विक योग है। इसे पृथ्वी पर जीवन का क्षेत्र भी कहा जा सकता है। जीवमंडल (जो तकनीकी रूप से एक गोलाकार आवरण है) पदार्थ के संबंध में वस्तुतः एक बंद प्रणाली है,[1] जिसमें न्यूनतम इनपुट और आउटपुट होते हैं। ऊर्जा के संबंध में, यह एक खुली प्रणाली है, जिसमें प्रकाश संश्लेषण लगभग 100 टेरावॉट की दर से सौर ऊर्जा को कैप्चर करता है।[2] सबसे सामान्य बायोफिजियोलॉजिकल परिभाषा के अनुसार, जीवमंडल वैश्विक पारिस्थितिकी प्रणाली है जो सभी जीवित प्राणियों और उनके संबंधों को एकीकृत करती है, जिसमें स्थलमंडल (lithosphere), क्रायोस्फेयर, जलमंडल (hydrosphere), और वायुमंडल के तत्वों के साथ उनकी परस्पर क्रिया शामिल है। ऐसा माना जाता है कि जीवमंडल का विकास हुआ है, जिसकी शुरुआत कम से कम 3.5 अरब वर्ष पहले बायोपॉइसिस (गैर-जीवित पदार्थों, जैसे सरल कार्बनिक यौगिकों से स्वाभाविक रूप से उत्पन्न जीवन) या बायोजेनेसिस (जीवित पदार्थों से उत्पन्न जीवन) की प्रक्रिया के साथ हुई थी।[3][4]

एक सामान्य अर्थ में, जीवमंडल (biospheres) ऐसे कोई भी बंद, स्व-व ̈नयमित (self-regulating) तंत्र हैं जिनमें पारिस्थितिक तंत्र (ecosystems) शामिल होते हैं। इसमें कृत्रिम जीवमंडल जैसे बायोस्फीयर 2 और BIOS-3, और संभावित रूप से अन्य ग्रहों या चंद्रमाओं पर मौजूद जीवमंडल शामिल हैं।[5]

शब्द की उत्पत्ति और प्रयोग

"जीवमंडल" (biosphere) शब्द ग्यारहवीं शताब्दी में नहीं बल्कि 1875 में भूवैज्ञानिक एडुआर्ड सुएस (Eduard Suess) द्वारा गढ़ा गया था, जिन्होंने इसे पृथ्वी की सतह पर उस स्थान के रूप में परिभाषित किया था जहाँ जीवन निवास करता है।[6]

यद्यपि इस अवधारणा की उत्पत्ति भूवैज्ञानिक (geological) है, यह पृथ्वी विज्ञान पर चार्ल्स डार्विन (Charles Darwin) और मैथ्यू एफ. मौरी (Matthew F. Maury) दोनों के प्रभाव का संकेत देती है। जीवमंडल का पारिस्थितिक संदर्भ 1920 के दशक से आता है (देखें व्लादिमीर आई. वर्नाडस्की), जो सर आर्थर टांसले द्वारा 1935 में "पारिस्थितिक तंत्र" (ecosystem) शब्द की शुरुआत से पहले का है (देखें पारिस्थितिकी इतिहास)। वर्नाडस्की ने पारिस्थितिकी (ecology) को जीवमंडल के विज्ञान के रूप में परिभाषित किया। यह खगोल विज्ञान (astronomy), भूभौतिकी (geophysics), मौसम विज्ञान (meteorology), जैव भूगोल (biogeography), विकास, भूविज्ञान (geology), भू-रसायन विज्ञान (geochemistry), जल विज्ञान (hydrology) और सामान्य तौर पर सभी जीवन तथा पृथ्वी विज्ञान को एकीकृत करने की एक अंतरविषयक (interdisciplinary) अवधारणा है।

संकीर्ण परिभाषा

भू-रसायनशास्त्री जीवमंडल को जीवित जीवों के कुल योग (जीवविज्ञानियों और पारिस्थितिकीविदों द्वारा संदर्भित "जीवभार" या "बायोटा") के रूप में परिभाषित करते हैं। इस अर्थ में, जीवमंडल भू-रासायनिक मॉडल के चार अलग-अलग घटकों में से केवल एक है, अन्य तीन घटक हैं - स्थलमंडल (geosphere), जलमंडल (hydrosphere), और वायुमंडल (atmosphere)। जब इन चारों घटक मंडलों को एक ही तंत्र में संयोजित किया जाता है, तो इसे इकोस्फेयर (ecosphere) के रूप में जाना जाता है। यह शब्द 1960 के दशक के दौरान गढ़ा गया था और इसमें ग्रह के जैविक और भौतिक दोनों घटक शामिल हैं।[7]

बंद जीवन प्रणालियों पर दूसरे अंतर्राष्ट्रीय सम्मेलन ने 'बायोस्फेरिक्स' (biospherics) को पृथ्वी के जीवमंडल के एनालॉग्स और मॉडलों के विज्ञान और प्रौद्योगिकी के रूप में परिभाषित किया; यानी, कृत्रिम पृथ्वी जैसी जीवमंडल।[8] अन्य लोग बायोस्फेरिक्स के विषय के हिस्से के रूप में कृत्रिम गैर-पृथ्वी जीवमंडलों के निर्माण—उदाहरण के लिए, मानव-केंद्रित जीवमंडल या एक मूल मंगल जीवमंडल—को शामिल कर सकते हैं।[9]

पृथ्वी का जीवमंडल

अवलोकन

वर्तमान में, पृथ्वी पर जीवित कोशिकाओं की कुल संख्या 1030 होने का अनुमान है; पृथ्वी की शुरुआत से लेकर अब तक कुल संख्या 1040 है, और एक रहने योग्य ग्रह पृथ्वी के संपूर्ण समय के लिए कुल संख्या 1041 है।[10][11] यह अवलोकन योग्य ब्रह्मांड में अनुमानित तारों (और पृथ्वी जैसे ग्रहों) की कुल संख्या 1024 से बहुत अधिक है, जो कि ग्रह पृथ्वी पर समुद्र तट की रेत के सभी कणों से भी अधिक संख्या है;[12][13][14][15] लेकिन यह अवलोकन योग्य ब्रह्मांड में अनुमानित कुल परमाणुओं की संख्या (1082) से कम है;[16] और स्फीति ब्रह्मांड (अवलोकन योग्य और अवलोकन योग्य दोनों) में तारों की अनुमानित कुल संख्या 10100 है।[17]

आयु

पृथ्वी पर जीवन के सबसे शुरुआती प्रमाण में पश्चिमी ग्रीनलैंड की 3.7 अरब वर्ष पुरानी मेटासेडिमेंट्री (अवसादी रूपांतरित) चट्टानों से प्राप्त जैवजनित ग्रेफाइट[18] और पश्चिमी ऑस्ट्रेलिया के 3.48 अरब वर्ष पुराने बलुआ पत्थर से प्राप्त सूक्ष्मजीव चटाई (माइक्रोबियल मैट) के जीवाश्म शामिल हैं।[19][20] हाल ही में, 2015 में, पश्चिमी ऑस्ट्रेलिया की 4.1 अरब वर्ष पुरानी चट्टानों में "जैविक जीवन के अवशेष" पाए गए थे।[21][22] 2017 में, यह घोषणा की गई थी कि कनाडा के क्यूबेक स्थित नुव्वुगिट्तुक बेल्ट में hydrothermal vent (जलष्मीय वेंट) के अवक्षेपों में संभावित जीवाश्मयुक्त सूक्ष्मजीव (या सूक्ष्मजीवाश्म) खोजे गए हैं जो 4.28 अरब वर्ष जितने पुराने हैं, जो पृथ्वी पर जीवन का सबसे पुराना रिकॉर्ड है, जो 4.4 अरब वर्ष पहले महासागर के निर्माण के बाद "जीवन के लगभग तड़ित (तत्काल) उद्भव" का सुझाव देता है, और नहीं

4.54 अरब वर्ष पूर्व पृथ्वी के निर्माण के बहुत बाद नहीं।[23][24][25][26] जीवविज्ञानी स्टीफन ब्लेयर हेजेस के अनुसार, "यदि पृथ्वी पर जीवन अपेक्षाकृत शीघ्रता से उत्पन्न हुआ... तो यह ब्रह्मांड में आम हो सकता है।"[21]

विस्तार

ग्रह का प्रत्येक हिस्सा, ध्रुवीय बर्फ की टोपी से लेकर भूमध्य रेखा तक, किसी न किसी प्रकार के जीवन को समेटे हुए है। सूक्ष्मजीव विज्ञान (microbiology) में हालिया प्रगति ने यह प्रदर्शित किया है कि सूक्ष्मजीव पृथ्वी की स्थलीय सतह के नीचे गहराई में रहते हैं और तथाकथित "अनिवास योग्य क्षेत्रों" में बायोमास के मामले में सूक्ष्मजीव जीवन का कुल द्रव्यमान, सतह पर मौजूद सभी जंतु और पादप जीवन से अधिक हो सकता है। पृथ्वी पर जीवमंडल की वास्तविक मोटाई को मापना कठिन है। पक्षी आमतौर पर 1800 m तक की ऊँचाई पर उड़ते हैं और मछलियाँ प्यूर्टो रिको ट्रेंच में 8372 m पानी के नीचे तक रहती हैं।[3]

ग्रह पर जीवन के और भी चरम उदाहरण मौजूद हैं: रुपेल का गिद्ध 11300 m की ऊँचाई पर पाया गया है; बार-हेडेड गीज़ (पहाड़ी हंस) कम से कम 8300 m की ऊँचाई पर प्रवास करते हैं; याक (yak) समुद्र तल से 5400 m जितनी अधिक ऊँचाई पर रहते हैं; पहाड़ी बकरे 3050 m की ऊँचाई तक रहते हैं। इन ऊँचाइयों पर रहने वाले शाकाहारी जंतु लाइकेन (lichen), घासों और जड़ी-बूटियों पर निर्भर होते हैं।

जीवन के रूप पृथ्वी के जीवमंडल के हर हिस्से में रहते हैं, जिसमें मिट्टी, गर्म झरने, ज़मीन के कम से कम 12 mi नीचे चट्टानों के भीतर, और वायुमंडल में कम से कम 40 mi की ऊँचाई शामिल है।[27][28][29] विश्व महासागर के सबसे गहरे हिस्सों में कई रूपों में समुद्री जीवन पाया गया है, जबकि गहरे समुद्र का एक बड़ा हिस्सा अभी खोजा जाना बाकी है।[30]

कुछ परीक्षण स्थितियों के तहत, सूक्ष्मजीवों को बाहरी अंतरिक्ष के निर्वात (vacuum) में जीवित देखा गया है।[31][32] मिट्टी और भूपर्पटी के नीचे मौजूद कुल बैक्टीरिया संबंधी कार्बन का अनुमान 5 × 1017 g लगाया गया है।[27] प्रोकैरियोट सूक्ष्मजीवों का द्रव्यमान—जिसमें बैक्टीरिया और आर्किया शामिल हैं, लेकिन केंद्रक युक्त यूकैरियोट सूक्ष्मजीव शामिल नहीं हैं—कार्बन के 0.8 ट्रिलियन टन तक हो सकता है (कुल बायोस्फीयर बायोमास, जिसका अनुमान 1 से 4 ट्रिलियन टन के बीच है)।[33] पृथ्वी के महासागरों में सबसे गहरी जगह, मरियाना ट्रेंच में 10000 m से अधिक गहराई पर बैरोफिलिक (barophilic) समुद्री रोगाणु पाए गए हैं।[34] वास्तव में, मरियाना ट्रेंच के सबसे गहरे हिस्से में, चैलेंजर डीप के पास 11034 m की गहराई पर एक कोशिकीय जीवन रूप पाए गए हैं।[35][36][37] अन्य शोधकर्ताओं ने संबंधित अध्ययनों की सूचना दी कि उत्तर-पश्चिम संयुक्त राज्य अमेरिका के तट से दूर महासागर के 2590 m नीचे समुद्र तल के भीतर 580 m तक चट्टानों के अंदर सूक्ष्मजीव पनपते हैं,[36][38] और साथ ही जापान के तट से दूर समुद्र तल के नीचे 2400 m गहराई में भी ऐसा पाया गया है।[39] स्वीडन में पृथ्वी की परपटी (Earth's crust) के भीतर 5000 m से अधिक गहरे ड्रिल किए गए कोर से, 65-75 के बीच की चट्टानों से, संवर्ध्य (culturable) तापरागी (thermophilic) रोगाणुओं को निकाला गया है।[40] पृथ्वी की परपटी में गहराई बढ़ने के साथ तापमान बढ़ता जाता है। तापमान जिस दर से बढ़ता है वह कई कारकों पर निर्भर करता है, जिसमें परपटी का प्रकार (महाद्वीपीय बनाम महासागरीय), चट्टान का प्रकार, भौगोलिक स्थिति आदि शामिल हैं। वह अधिकतम ज्ञात तापमान जिस पर microbial जीवन अस्तित्व में रह सकता है, 122 °C (Methanopyrus kandleri स्ट्रेन 116) है। यह संभावना है कि "गहरे जीवमंडल" (deep biosphere) में जीवन की सीमा पूर्ण गहराई के बजाय तापमान द्वारा निर्धारित होती है। 20 अगस्त 2014 को, वैज्ञानिकों ने अंटार्कटिका की बर्फ के 800 m नीचे रहने वाले सूक्ष्मजीवों के अस्तित्व की पुष्टि की।[41][42]

पृथ्वी का जीवमंडल कई बायोम (जीवोम) में विभाजित है, जो काफी हद तक समान वनस्पति और जीव-जंतुओं से आबाद हैं। भूमि पर, बायोम मुख्य रूप से अक्षांश द्वारा अलग होते हैं। आर्कटिक और अंटार्कटिक वृत्तों के भीतर स्थित स्थलीय बायोम में पौधे और पशु जीवन अपेक्षाकृत नगण्य होता है। इसके विपरीत, अधिकांश घनी आबादी वाले बायोम विषुवत वृत्त के पास स्थित हैं।

वार्षिक भिन्नता

भूमि पर, वनस्पति भूरे (कम वनस्पति) से गहरे हरे (घनी वनस्पति) रंग के पैमाने पर दिखाई देती है; महासागर की सतह पर, बैंगनी (कम) से पीले (उच्च) रंग के पैमाने पर फाइटोप्लैंकटन (पादपप्लवक) को दर्शाया गया है। यह विजुअलाइजेशन SeaWiFS सहित उपग्रहों और NASA/NOAA विजिबल इन्फ्रारेड इमेजिंग रेडियोमीटर सुइट तथा मॉडरेट रेसोल्यूशन इमेजिंग स्पेक्ट्रोरेडियोमीटर जैसे उपकरणों के डेटा का उपयोग करके बनाया गया था।
भूमि पर, वनस्पति भूरे (कम वनस्पति) से गहरे हरे (घनी वनस्पति) रंग के पैमाने पर दिखाई देती है; महासागर की सतह पर, बैंगनी (कम) से पीले (उच्च) रंग के पैमाने पर फाइटोप्लैंकटन (पादपप्लवक) को दर्शाया गया है। यह विजुअलाइजेशन SeaWiFS सहित उपग्रहों और NASA/NOAA विजिबल इन्फ्रारेड इमेजिंग रेडियोमीटर सुइट तथा मॉडरेट रेसोल्यूशन इमेजिंग स्पेक्ट्रोरेडियोमीटर जैसे उपकरणों के डेटा का उपयोग करके बनाया गया था।

कृत्रिम जीवमंडल

Biosphere 2
एरिजोना में बायोस्फीयर 2

पारितंत्रों (इकोसिस्टम) और पृथ्वी के बाहर जीवन को समर्थन देने की क्षमता का अध्ययन करने के लिए प्रायोगिक जीवमंडल, जिन्हें बंद पारिस्थितिक तंत्र भी कहा जाता है, बनाए गए हैं। इनमें अंतरिक्ष यान और निम्नलिखित स्थलीय प्रयोगशालाएं शामिल हैं:

बाह्यग्रह बायोस्फीयर (Extraterrestrial biospheres)

पृथ्वी के बाहर किसी भी बायोस्फीयर का पता नहीं चला है; इसलिए, बाह्यग्रह बायोस्फीयर का अस्तित्व अभी भी काल्पनिक है। दुर्लभ पृथ्वी परिकल्पना (rare Earth hypothesis) से पता चलता है कि वे बहुत दुर्लभ होने चाहिए, सिवाय उन ग्रहों के जो केवल सूक्ष्मजीव (microbial) जीवन से बने हों।[46] दूसरी ओर, ग्रहों की विशाल संख्या को देखते हुए, पृथ्वी सदृश (Earth analog) ग्रह काफी संख्या में हो सकते हैं, कम से कम दुग्ध मेखला आकाशगंगा (Milky Way galaxy) में तो ऐसा है ही।[47] TRAPPIST-1 की परिक्रमा करते हुए खोजे गए तीन ग्रहों में संभवतः बायोस्फीयर हो सकते हैं।[48] स्वतःजनन (abiogenesis) की सीमित समझ को देखते हुए, वर्तमान में यह अज्ञात है कि इनमें से कितने प्रतिशत ग्रहों पर वास्तव में बायोस्फीयर विकसित होते हैं।

केपलर अंतरिक्ष दूरदर्शी (Kepler Space Telescope) टीम के प्रेक्षणों के आधार पर, यह गणना की गई है कि यदि स्वतःजनन की प्रायिकता 1 से 1000 से अधिक है, तो निकटतम अन्य बायोस्फीयर पृथ्वी से 100 प्रकाश वर्ष के भीतर होना चाहिए।[49]

यह भी संभव है कि भविष्य में कृत्रिम बायोस्फीयर बनाए जाएं, उदाहरण के लिए मंगल ग्रह का भू-रूपान्तरण (terraforming of Mars) के साथ।[50]

इन्हें भी देखें

संदर्भ

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आगे की पठन सामग्री

बाहरी लिंक

स्रोत: अंग्रेज़ी विकिपीडिया के “Biosphere” लेख का अनुवाद। मूल लेख: https://en.wikipedia.org/wiki/Biosphere यह अनुवाद स्वचालित रूप से तैयार किया गया है।

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