වායුගෝලීය හයිඩ්‍රජන් පිළිබඳ ප්‍රථම දීර්ඝ කාලීන වාර්තාව, එහි සාන්ද්‍රණ මට්ටම්වල ඓතිහාසික ඉහළ යාම හෙළි කරයි. මෙය හයිඩ්‍රජන් ඉන්ධනයක් ලෙස භාවිත කිරීමේ කතිකාවත වෙනස් කළ හැකි බව මැඩලින් කෆ් පෙන්වා දෙයි.

පොසිල ඉන්ධන දහනය කරන බලාගාර වලින් නිකුත් වන විමෝචන වලට හයිඩ්‍රජන් ද ඇතුළත් වේ.

පූර්ව කාර්මික යුගයේ සිට අද දක්වා වායුගෝලයේ හයිඩ්‍රජන් මට්ටම 60% කින් ඉහළ ගොස් ඇත. පොසිල ඉන්ධන දහනය අපේ පෘථිවියේ වායුගෝලීය සංයුතියට කෙතරම් නාටකාකාර බලපෑමක් ඇති කර ඇත්ද යන්න මෙයින් පැහැදිලි වේ. හයිඩ්‍රජන් යනු හරිතාගාර වායුවක් නොවුනත්, එය වෙනත් අණු සමඟ ප්‍රතික්‍රියා කිරීම හරහා වක්‍ර උණුසුම් කිරීමේ බලපෑමක් ඇති කරයි.

මෙම සොයාගැනීම් ලැබී ඇත්තේ, වායුගෝලීය හයිඩ්‍රජන් පිළිබඳ මෙතෙක් වාර්තා වූ ප්‍රථම දීර්ඝ කාලීන වාර්තාවෙනි. එය සම්පාදනය කර ඇත්තේ 2024 දී ග්‍රීන්ලන්තයෙන් ලබාගත් අයිස් හර (ice cores) දත්ත භාවිතයෙනි. “මෙම අයිස් හර වාර්තාව ඇදහිය නොහැකි තරම් වැදගත්,” යැයි කේම්බ්‍රිජ් විශ්වවිද්‍යාලයේ ඇලෙක්ස් ආචිබෝල්ඩ් පවසයි.

හයිඩ්‍රජන් යනු ඉතා කුඩා, සැහැල්ලු අණුවක් වන අතර එය පහසුවෙන් වායුගෝලයට ගැලවී යයි. මේ නිසා, සාමාන්‍යයෙන් අයිස් සාම්පල කිලෝමීටර් දහස් ගණනක් ඈතින් පිහිටි විද්‍යාගාර වෙත ගෙන ඒමට පෙර, ඒවායේ තිබූ හයිඩ්‍රජන් වායුව කාන්දු වී යයි. එම හේතුව නිසා වායුගෝලයේ හයිඩ්‍රජන් මට්ටම් පිළිබඳ දීර්ඝ කාලීන දත්ත මාලාවක් සම්පාදනය කිරීම ඉතා අපහසු විය.

මෙම ගැටලුව මඟහරවා ගැනීම සඳහා, කැලිෆෝනියා විශ්වවිද්‍යාලයේ ජෝන් පැටර්සන් සහ ඔහුගේ සගයන් තම විද්‍යාගාර උපකරණ ක්ෂේත්‍රයටම රැගෙන ගියහ. ඔවුන් අයිස් හර ලබාගත් විගසම එම ස්ථානයේදීම විශ්ලේෂණය කළහ. “අපි උපකරණ අයිස් තට්ටුව මතටම ගෙන ගියා. සාම්පල කැනගත් විගස, ඒවා පිරිසිදු කර, විශ්ලේෂණය සඳහා දියකරන කුටි තුළට දමා මුද්‍රා තැබීමට අපි කටයුතු කළා. ඒ නිසා අපිට අයිස් තට්ටුව මතදීම විශ්ලේෂණය කරන්න පුළුවන් වුණා,” ඔහු පවසයි.

ඒ අනුව, වසර 1100 ක් ಹಿಂದಕ್ಕೆ දිවෙන වායුගෝලීය හයිඩ්‍රජන් පිළිබඳ දීර්ඝ කාලීන වාර්තාවක් ගොඩනැගීමට මෙම කණ්ඩායමට හැකි විය. නිරීක්ෂණ වාර්තා සහ හිම පතන විශ්ලේෂණය මත රඳා පැවති, පෙර තිබූ වසර 100 ක පමණ දීර්ඝතම දත්ත මාලාවට සාපේක්ෂව මෙය විශාල දියුණුවකි.

19 වන සියවසේ මුල් භාගයේදී බිලියනයකට කොටස් 280 (ppb) ක් පමණ වූ හයිඩ්‍රජන් සාන්ද්‍රණය, අද වන විට බිලියනයකට කොටස් 530 (ppb) ක් දක්වා ඉහළ ගොස් ඇති බව කණ්ඩායම සොයාගෙන ඇත. පූර්ව කාර්මික යුගයේ සිට පොසිල ඉන්ධන දහනය ශීඝ්‍රයෙන් ඉහළ යාම සැලකීමේදී මෙය පුදුමයට කරුණක් නොවන බව පැටර්සන් පවසයි. පොසිල ඉන්ධන හෝ දැව වැනි ජෛව ස්කන්ධ දහනය කරන විට අතුරුඵලයක් ලෙස හයිඩ්‍රජන් නිකුත් වේ.

පැටර්සන් සහ ඔහුගේ සගයන්, පසුගිය සහස්‍රකයේ හයිඩ්‍රජන් මට්ටම් වෙනස් වූයේ මන්දැයි තේරුම් ගැනීමට, අයිස් හර වාර්තා වලින් ලැබුණු තොරතුරු පරිගණක ආකෘති සමඟ ඒකාබද්ධ කළහ.

“වායුගෝලය වෙනස් වූ ආකාරය අපගේ දත්ත වලින් පෙන්වනවා, නමුත් එය එසේ වෙනස් වූයේ මන්දැයි කියන්නේ නැහැ,” පැටර්සන් පවසයි. “ඒ නිසා අපි එම හේතු ගවේෂණය කිරීමට මෙම ජෛව-භූ-රසායනික ආකෘති භාවිතා කරනවා.”

උදාහරණයක් ලෙස, 16 වන සහ 19 වන සියවස් අතර පැවති අඩු උෂ්ණත්ව කාල පරිච්ඡේදයක් වන “කුඩා අයිස් යුගය” (Little Ice Age) තුළ වායුගෝලයේ හයිඩ්‍රජන් මට්ටම 16% කින් පහත වැටුණු බව අයිස් හර වාර්තා හෙළි කරයි. මෙම කාලය තුළ ලැව්ගිනි විමෝචනය අඩු වීමෙන් පමණක් මෙම තියුණු පහත වැටීම සම්පූර්ණයෙන්ම පැහැදිලි කළ නොහැකි බව පැටර්සන් පවසයි. “එයින් කියවෙන්නේ, ස්වභාවික හයිඩ්‍රජන් චක්‍රය, අප ඇත්තටම තේරුම් නොගත් සහ බලාපොරොත්තු නොවූ ආකාරයකට දේශගුණය සමඟ වෙනස් වන බවයි,” ඔහු කියයි. මෙයට අනාගතය සඳහා කනස්සලුදායක ඇඟවුම් තිබිය හැකිය. එනම්, වායුගෝලයේ හයිඩ්‍රජන් මට්ටම් අප සිතුවාට වඩා දේශගුණික වෙනස්වීම්වලට බෙහෙවින් සංවේදී විය හැකි බව පැටර්සන් පවසයි.

වායුගෝලයේදී, හයිඩ්‍රජන්, මීතේන් සමඟ තරඟ වදින්නේ හයිඩ්‍රොක්සිල් රැඩිකල් (hydroxyl radicals) සමඟ ප්‍රතික්‍රියා කිරීමටයි. මෙම හයිඩ්‍රොක්සිල් රැඩිකල් යනු, ග්‍රහලෝකය උණුසුම් කරන මීතේන් අණු වායුගෝලයෙන් ඉවත් කිරීමට අත්‍යවශ්‍ය වන අණු විශේෂයකි.

නොසිතූ විපාක

“වායුගෝලයේ හයිඩ්‍රජන් වැඩි වන තරමට, මීතේන් සමඟ ප්‍රතික්‍රියා කිරීමට ඇති හයිඩ්‍රොක්සිල් ප්‍රමාණය අඩු වෙනවා,” යැයි පැටර්සන් පවසයි. එමගින් වායුගෝලයේ මීතේන් වායුවේ උණුසුම් කිරීමේ බලපෑම දීර්ඝ වේ. “දැනට වායුගෝලයේ මිලියනයකට කොටස් භාගයක් පමණ හයිඩ්‍රජන් තියෙනවා. අපේ හොඳම ඇස්තමේන්තු අනුව, මිනිස් ක්‍රියාකාරකම් නිසා සිදුවන සම්පූර්ණ උණුසුම් වීමේ බලපෑමෙන් 2%ක් පමණ එයින් ලැබෙනවා.”

හයිඩ්‍රජන් ඉන්ධන බහුලව භාවිතයට ගැනීමෙන් නොසිතූ ප්‍රතිවිපාක ඇතිවිය හැකිද යන්න විනිශ්චය කිරීමට හයිඩ්‍රජන් චක්‍රය පිළිබඳ අවබෝධය ඉතා වැදගත් වේ. උදාහරණයක් ලෙස, වායුගෝලීය හයිඩ්‍රජන් සාන්ද්‍රණය තියුණු ලෙස වැඩිවීම මීතේන් වායුවේ උණුසුම් කිරීමේ බලපෑම තවත් වැඩි කළ හැකිය. පොසිල ඉන්ධන නිෂ්පාදනය, කෘෂිකර්මාන්තය සහ උණුසුම් වන දේශගුණය නිසා වගුරු බිම් සහ නිත්‍ය තුහින (permafrost) වලින් මීතේන් නිකුත් වීම හේතුවෙන් 2007 සිට මීතේන් විමෝචනය ඉහළ යමින් පවතී.

“අපි හයිඩ්‍රජන් ආර්ථිකයක් කරා යාමට පසුබට වීමට ප්‍රධාන හේතුව මීතේන්. මන්දයත්, අවසානයේදී අපෙන් යම් හයිඩ්‍රජන් ප්‍රමාණයක් වායුගෝලයට කාන්දු වනු නිසැකයි,” ආචිබෝල්ඩ් පවසයි. “අපි වායුගෝලයට හයිඩ්‍රජන් කාන්දු කළහොත්, අපි මීතේන් අර්බුදය තවත් උග්‍ර කරනු ඇත.”

පුනර්ජනනීය බලශක්තියට පොසිල ඉන්ධන භාවිතය ප්‍රතිස්ථාපනය කළ නොහැකි තැන්වලදී පමණක් සීමිත ලෙස හයිඩ්‍රජන් භාවිතා කිරීමට මෙය හේතුවක් විය හැකි බව ආචිබෝල්ඩ් පවසයි. නමුත් පැටර්සන් අවධාරණය කළේ, පොසිල ඉන්ධන සමඟ සසඳන විට, වැඩිවන හයිඩ්‍රජන් භාවිතයේ උණුසුම් කිරීමේ බලපෑම් තවමත් අවම මට්ටමක පැවතීමට ඉඩ ඇති බවයි.

මැඩලින් කෆ් නිව්සයන්ටිස්ට්