සියල්ලෙහි සුලමුල 12 – පෘථිවියට මෙතරම් මනරම් වායුගෝලයක් ඇත්තේ ඇයි?

ප්‍රකට  විද්‍යාඥ ස්ටීවන් හෝකින්ග් ලියූ කරුණු සාර සංග්‍රහයක් කොට  2016 දී පළ කළ  ‘සියල්ලෙහි ම(පාහේ) සම්භවය’ (The Origin of (Almost) Every Thing) නමැති අළුත් ම කෘතිය ඇසුරෙන් ලිපි මාලවක්  තතු මේ වසරේ සිට ගෙන එනු ලැබේ.  සියලු දේවලම සූල මුල, වගතුග දැනගැනීමේ කුතුහලයක්, නොතිත් ආශාවක් අප සැම තුළ සහජයෙන්ම ඇත. බොහෝ විට එය සංසිඳවීමී හැකියාව ඇත්තේ විද්‍යාවටය. විටක අප මවිතයට පත් කරමින්, විටක ප්‍රමෝදයට පත්කරමින් විද්‍යාව ඒ කාර්යය ඉටු කරණුයේ සැමවිටම  ඥානයේ ආනන්දය වඩවමිනි. සෑම සෙනසුරාදාවකම නොවරදවා කියවන්න — විද්‍යා සාර සංග්‍රහය ‘සියල්ලෙහි සුලමුල’.

පෘථිවියට මෙතරම් මනරම් වායුගෝලයක් ඇත්තේ ඇයි?

හොඳට හුස්මක් ඉහළට අදින්න. හරිද? එහෙනම් ඔබ මේ දැන් ඒ හුස්මත් සමග බිලියන බිලියන 26 දහසක වායු අණු — වැඩිකොටම නයිට්‍රජන් සහ ඔක්සිජන් — ආශ්වාස කරන්න ඇති. ඒත් ඔබ පෘථිවියේ මුල් යුගයේ දී ඔය විදිහටම හුස්මක් ගත්තා නම් ඔබ ආශ්වාස කරන්නේ ඊට බොහෝ වෙනස් බිලියන බිලියන 26 දහසක අණු — වැඩිකොටම කාබන් ඩයොක්සයිඩ් සහ සල්ෆර් ඩයොක්සයිඩ්. (ඒවා ආශ්වාස කරාට පස්සේ තවත් හුස්මක් ගන්න පණ රැකේවි ද කියන්න නම් අමාරුයි). වාතය දකින්නවත්, හිත ඒ ගැන යොමුකරවන්නවත් අප එහෙමට වෙහෙසෙන්නේ නැතුවා ඇති. ඒත් එය මේ මිහිතලය මත පැවතීම තමයි අපේ  පෘථිවි ග්‍රහයා,  අප දන්නා වූ අනෙකුත් ඕනෑම ග්‍රහයෙකුගෙන් වෙන් කොට දැක්වීමට පාදක වන ඓශ්චර්යය.

අද පෘථිවියේ වායුගෝලය සෑදී ඇත්තේ පරිමාවෙන් 78%ක් නයිට්‍රජන් සහ 21%ක් ඔක්සිජන් ද වශයෙනුයි. ඉතිරි 1% ආගන් සහ ජල වාෂ්පවල විචල්‍ය ප්‍රමාණයන්. මීටත් අමතරව, කුඩා ලේශමානු වශයෙන් කාබන් ඩයොක්සයිඩ්, සල්ෆර් ඩයොක්සයිඩ්, කාබන් මොනොක්සයිඩ්, මීතෙන්, හීලියම්, නියොන් සහ ක්‍රිප්ටන්ද, වඩාත් කුඩා ලේශ මාත්‍ර වශයෙන් ඕසෝන්, හයිඩ්‍රජන්, සෙනොන්, රැඩොන්, නයිට්‍රජන් ඔක්සයිඩ් සහ මිනිසුන් තැනූ ක්ලෝරොෆේලුරෝ කාබන් වැනි දූෂක ද තිබෙනවා.

වායුගෝලය මුලින්ම සෑදුණු කාලයට වඩා එහි සංයුතිය  බෙහෙවින්ම වෙනස් වී තිබෙනවා. මුල්ම මුල් කාලයේ පෘථිවි වායු – වැඩිකොටම හයිඩ්‍රජන් වායුවෙන් සැදුම්ලත්, අපේ මේ ග්‍රහලෝකය සෑදීමේදී ඉතිරි වූ වායුවලින් සමන්විත සියුම් තුනී වායුගෝලයකින් වටවී තිබෙන්නට ඇත. ඒත් සූර්ය සුළං මගින් අභ්‍යාවකාශයට ගසාගෙන ගිය නිසාවෙන් තම ‘ප්‍රථම වායුගෝලය‘ වැඩිකලක් පැවතුණේ නැහැ. එහෙයින් අද පවතින වාතයෙහි සම්භවය, ඉන් ඇති නොවුණු බව අපට කිව හැකියි.

පෘථිවියට ඉක්මනින්ම එහි දෙවැනි වායුගෝලය ලැබුණේ නොසිතන මූලයකින්: එනම් පෘථිවි අභ්‍යන්තරයෙන්මයි: ඔව් යමහල් වලින්! යමහල් වඩාත් බර වායු පිට කර හැරිය අතර පෘථිවියෙහි ගුරුත්වයේ ඇදිල්ල යටතේ එම බර වායුවට ගැලවී අභ්‍යාවකාශයට යාමට නොහැකි වුණා. ධූම කේතු සහ ග්‍රහක (මිහිතලය මත) ඝට්ටනය වීම මගින් යම් වායු, වායුගෝලයට එකතුවෙන්න ඇති. ඉතින්, මේ විදිහට අපේ වත්මන් වායුගෝලය පරිණාමය වන්නට ඇත්තේ පෘථිවියෙහි ‘අධෝ වායු’ සහ අභ්‍යාවකශයේ ‘රාමතෙල්’ මිශ්‍රනයකිනුයි.

වැඩිකොටම වාෂ්ප, කාබන් ඩොක්සයිඩ් සහ සල්ෆර් ඩයොක්සයිඩ් වලින් සැදුම්ලත් මෙකී දෙවන වායුගෝලය ඝන, හුස්ම හිරකරවනසුළු එකක් වන්නට ඇති. අප මේ කාර්ණය දන්නේ,  අදටත් යමහල් මගින් විමෝචනය කරනු ලබන ප්‍රධාන වායු ඒවා නිසයි. යමකම ( = යමහල් ක්‍රියාකාරිත්වය) තදින් බල පෑ අතර වායුගෝලීය පීඩනය, අද තිබෙන මට්ටම මෙන් සමහර විට 10 ගුණයක් වෙන්නට ඇති.

මුල්ම සාගර උණුව වාෂ්ප වී අභ්‍යවකාශයට ඇදී නොගියේ මන්ද යන්න ඉන් පැහැදිලි කරගත හැකියි. සූර්යා ලෝකය මගින් , කාබන් ඩයොක්සයිඩ් සහ ජලය වැනි අණු බිඳ දමනු ලැබීමත් සමග මේ කාලයේ දීම වාගේ ඔක්සිජන් ද ඒකරාශී වෙන්නට පටන් ගත්තා. ඒත් බොහොමයක්ම කාලයක් ගතවන තුරුම එය වායුගෝලයේ නොවැදගත් සංරචනයක් ලෙසයි පැවතුණේ. එහෙම නම්, වසර මිලියන ගණනක් තිස්සේ යමහල් මගින්  පිට කළ කාබන් හා සල්ෆර් ඩයොක්සයිඩ් මිශ්‍රනයකින් සමන්විත ව්වයුගෝලයක්, ප්‍රධාන වශයෙන් නයිට්‍රජන් සහ ඔක්සිජන් වායුගෝලයක් බවට පරිණාමය වූයේ කෙසේද? මීට උත්තර දෙකක් දෙන්න පුළුවනි. කාබන් ඩයොක්සයිඩ් විශාල ප්‍රමාණයක් සාගරයේ දිය වී අවසන හුණුගල් ලෙස තැන්පත් වුණා යන්න ඉන් පළමු වැන්නයි. දෙවැන්න, ජීවය  පහළ වී වායුගෝලයේ සංයුතිය මූලිකවම වෙනස් කිරීමයි.

මූලාකෘතික ධූමකය

මුලදී, වායුගෝලයට,  (එවකට මිහිපිට) ජීවයෙහි ප්‍රධාන දායකත්වය වූයේ මීතේන්ය. එය, ප්‍රාථමික ඒක සෛලික ජීවීන් හයිඩ්‍රජන් සහ කාබන්

ඩයොක්සයිඩ්වලින් ශක්තිය මුදා ගනිද්දී ඇති වූ අපද්‍රව්‍යයකි. ‘පුදපු ගමන් කාපි යකා’ කීවාසේ වැඩේ පටන් ගන්න කාලෙම වගේ — වසර බිලියන 3.7කට පෙර ඇති වූ ‘මීතේන් අර්බුදයකින්’ ජීවය මේ මිහිපිටින් සහමුලින්ම අතුගා දැමීමට තරම් සමීප වුණා — මීතේන් පිටකරන ක්ෂුද්‍රජීවීන් වායුගෝලය ධූමකයකින් පිරවූයේ සූර්යාලෝකය මුළුමනින්ම පාහේ මුවා කරමිනුයි.

ඊළඟ විශාල විපර්යාසය තමයි  මහා ඔක්සිජනීකරණ සිද්ධියයි(Great Oxygenation Event). ඒ, මෙයට වසර බිලියන 2.3කට පෙරයි. මේ මහා කලබැගෑනියේ බීජ වපුරන ලද්දේ වසර බිලියන එකකට පමණ කලියෙන් ඇතැම් ක්ෂුද්රජීවීන් සූර්යාලෝකයෙන් ශක්තිය මුදාගැනීම පිණිස නව ක්‍රමයක් සකසා ගැනීමත් සමගය. මේ නව ක්‍රමය ප්‍රභාසංස්ලේෂණය(photosynthesis) යනුවෙන් හැඳින්වේ. අපි ඒ ගැනත්, අපේ වායුගෝලයේ පරිණාම කතාවේ ඉතිරි කොටස ගැනත් හෙට (ඉරිදා) තතු මගින් දැනගමු. නොවැරදීම කියවන්න.

විද්‍යා ලෝකයේ කීර්ති නාමයක් දිනා සිටින New Scientist ප්‍රකාශනයක් ලෙස 2016 වර්ෂයේ පළ කළ ‘The origin of (Almost) Everything’ ග්‍රන්ථයේ  WHY DOES EARTH HAVE SUCH A GREAT ATMOSPHERE ? පරිච්ඡේදය ආශ්‍රයෙනි.