உறைபனி நில உருகுதல்: அலாஸ்கா ஆற்றில் 100 கி.மீ தூரத்திற்கு நீடிக்கும் உலோகங்கள்

உறைபனி நிலம் என்பது நில வெப்பநிலை சார்ந்த ஒரு நிலை

உறைபனி நிலம் (Permafrost) என்பது குறைந்தது இரண்டு தொடர்ச்சியான ஆண்டுகளுக்கு 0°C அல்லது அதற்குக் குறைவான வெப்பநிலையில் நீடிக்கும் நிலமாகும். இது மாறுபட்ட அளவுகளில் பனிக்கட்டியைக் கொண்ட மண், படிவு அல்லது பாறைகளால் ஆனதாக இருக்கலாம். இச்சொல் பனிப்பாறை, நிரந்தரப் பனிப்போர்வை அல்லது நிலத்தடியில் உள்ள திடமான பனிப் பாறையைக் குறிக்காது. இது நிலத்தின் வெப்பநிலை வரலாற்றை விவரிக்கிறது; இதனால்தான் வெளித்தோற்றத்தில் வெவ்வேறாகத் தெரியும் நிலப்பரப்புகள் உறைபனி நிலத்தைக் கொண்டிருக்க முடியும்.

உறைபனி நிலத்திற்கு மேலே உள்ள நிலம் பொதுவாகக் கோடைக்காலத்தில் உருகி குளிர்காலத்தில் மீண்டும் உறைகிறது. பருவகாலத்திற்கு ஏற்ப மாறும் இந்த அடுக்கு செயல் அடுக்கு (active layer) என்று அழைக்கப்படுகிறது. வெப்பமயமாதல் உருகுதலை மேலும் ஆழமாக ஊடுருவ அனுமதிக்கும்போது, நீர் வெவ்வேறு பாதைகளைப் பின்பற்றி முன்பு உறைந்திருந்த பொருட்களுடன் தொடர்பு கொள்ள முடியும். உறைபனி நிலத்தின் பெரும்பகுதி ஆர்க்டிக்கில் உள்ளது, ஆனால் இது உயரமான மலைகளிலும் சில அண்டார்டிக் சுற்றுச்சூழல்களிலும் காணப்படுகிறது.

அலாஸ்காவில் மலையிலிருந்து ஆறு வரையிலான தொடர்பு

இந்த ஆய்வு வடமேற்கு அலாஸ்காவின் புரூக்ஸ் மலைத்தொடரைப் பற்றியது; இது ஒன்றுக்கொன்று இணைக்கப்பட்ட சரிவுகள், ஓடைகள் மற்றும் பெரிய ஆறுகளைக் கொண்ட மலை நிலப்பரப்பாகும். ஒரு மலைச்சரிவில் தொடங்கும் வேதியியல் மாற்றம் அங்கேயே தங்கிவிட வேண்டியதில்லை என்பதால் இந்தப் புவியியல் அமைப்பு முக்கியத்துவம் பெறுகிறது. நிலத்தடி நீர் ஒரு கசிவின் வழியாக வெளிப்பட்டு, துணை ஆற்றில் புகுந்து பின்னர் முதன்மை ஆற்றை அடையலாம். இறுதி விளைவு என்பது அந்தப் பாதையில் எதிர்கொள்ளும் பொருட்கள் மற்றும் நீரைப் பொறுத்தது.

பரந்த பிராந்திய வடிகால் அமைப்பு இந்தத் தொடர்பை விளக்குகிறது. நுவாடக் ஆறு, டி லாங் மற்றும் பேர்ட் மலைகளுக்கு இடையே உள்ள புரூக்ஸ் மலைத்தொடர் நிலப்பரப்பு வழியாக மேற்கு நோக்கிப் பாய்ந்து, பின்னர் கோட்செபூ சவுண்ட் நோக்கித் திரும்புகிறது. சிறிய துணை ஆறுகள் இத்தகைய பெரிய அமைப்புகளுக்கு நீர் வழங்குகின்றன. எனவே, ஆற்றின் தொடக்கப்பகுதி மாற்றங்களை ஆராய்வதற்கு நீரை ஆற்றின் கீழ்ப்பகுதி வழியாகப் பின்தொடர்வது அவசியமாகிறது. நிறம் மாறிய ஒரு சிறிய நீராதாரம், அது வெளியேற்றும் பொருட்களின் மூலம் மிகவும் நீளமான ஆற்றுப் பகுதியைப் பாதிக்க முடியும்.

சில ஓடைகள் ஏன் ஆரஞ்சு நிறமாக மாறுகின்றன

பைரைட் உள்ளிட்ட கந்தகத்தைக் கொண்ட கனிமங்கள் ஆக்ஸிஜன் மற்றும் நீருடன் வெளிப்படும்போது வினைபுரியக்கூடும். இந்தச் சிதைவு அமிலத்தன்மையை உருவாக்கி உலோகங்களை வெளியேற்றலாம். இதன் விளைவாக ஏற்படும் செயல்முறையை விஞ்ஞானிகள் அமிலப் பாறை வடிகால் (acid rock drainage) என்று அழைக்கின்றனர். சுரங்கப் பணிகள் வினைபுரியும் கனிமங்களை வெளிப்படுத்தலாம், ஆனால் இந்த வேதியியல் வினை நிகழ்வதற்கு ஒரு சுரங்கம் இருக்க வேண்டிய அவசியமில்லை. உருகும் ஆழம் மற்றும் நிலத்தடி நீர் இயக்கத்தில் ஏற்படும் மாற்றங்களும் நீரை இத்தகைய பொருட்களுடன் தொடர்பு கொள்ளச் செய்யலாம்.

பாதிக்கப்பட்ட ஓடைகளில் பதிவாகியுள்ள ஆரஞ்சு நிறத் தோற்றத்திற்கு இரும்புச் சேர்மங்கள் பங்களிக்கின்றன. முந்தைய தேசியப் பூங்கா சேவை ஆராய்ச்சி இந்த நிறமாற்றத்தை மாறுபட்ட வேதியியல் மற்றும் நீர்வாழ் உயிரினங்கள் மீதான விளைவுகளுடன் இணைத்தது. கண்ணுக்குத் தெரியும் நிறம் ஒரு பயனுள்ள கவனிப்பு என்றாலும், கரைந்துள்ள ஒவ்வொரு பொருளையும் அது வெளிப்படுத்தாது. ஆற்றின் கீழ்ப்பகுதியில் குறைவான ஆரஞ்சு நிறத்துடன் காணப்படும் நீரும், மேல்பகுதியில் வெளியேற்றப்பட்ட பொருட்களைத் தொடர்ந்து சுமந்து செல்லக்கூடும்.

புதிய அளவீடுகள் நிறுவுவது என்ன

ஆராய்ச்சியாளர்கள் மலைச்சரிவு கசிவுகள், துணை ஆறுகள் மற்றும் பாதிக்கப்பட்ட நீர் கலக்கும் இடங்களுக்கு மேல்பகுதி மற்றும் கீழ்ப்பகுதியில் உள்ள ஆற்றுப் பிரிவுகளை ஒப்பிட்டனர். அமிலத்தன்மை கொண்ட கசிவுகள் முதன்மை ஆறுகளிலிருந்து கடுமையாக வேறுபட்டிருந்தன. முதன்மைக் கால்வாய்கள் அத்தகைய அமிலமயமாக்கலைத் தடுக்கப் போதுமான சமன்படுத்தும் திறனைக் கொண்டிருந்தன. சமன்படுத்துதல் என்பது வேதியியல் செயல்முறைகள் கூடுதலாகச் சேரும் அமிலத்தன்மையைச் சமன் செய்து, அமிலத்தன்மையை விவரிக்கப் பயன்படும் அளவீடான pH மதிப்பில் பெரிய மாற்றம் ஏற்படுவதைத் தடுப்பதாகும்.

அந்த மீள்திறன் மற்ற அனைத்து வேதியியல் மாற்றங்களையும் நீக்கிவிடவில்லை. 103 கிலோமீட்டர் சால்மன் ஆற்று மாதிரிப் பகுதி நெடுகிலும் நீடித்த விளைவுகள் உட்பட, ஆற்றின் கீழ்ப்பகுதியில் சில உலோகங்கள் மற்றும் சல்பேட்டின் அதிகரித்த செறிவுகளை இந்த ஆய்வு கண்டறிந்தது. நீரில் கரைந்த பொருட்கள் மற்றும் துகள்களுடன் தொடர்புடைய பொருட்கள் எனப் பல்வேறு வடிவங்களில் இப்பொருட்கள் பயணித்தன. எனவே, நிலையான pH மதிப்பு என்பது ஆற்றின் வேதியியல் கலவை மாறாமல் இருந்தது என்பதைக் குறிக்கவில்லை.

நிச்சயமற்றதாக எஞ்சியிருப்பது என்ன, கண்காணிப்பு ஏன் முக்கியம்

கலிபோர்னியா பல்கலைக்கழகம், டேவிஸ் வெளியிட்ட விவரம், சமீபத்திய மாற்றங்களை உறைபனி உருகுதல் மற்றும் நீருக்கும் கனிமங்களுக்கும் இடையிலான அதிகரித்த தொடர்புடன் இணைக்கிறது. இந்தக் காலகட்டம் வழக்கத்திற்கு மாறான வெப்பம் மற்றும் பனிப்பொழிவு நிலைகளுடனும் ஒத்திருந்தது. பனி நிலத்திற்கு வெப்பக் காப்பாகச் செயல்பட்டு, குளிர்காலத்தில் மீண்டும் உறைவதைப் பாதிக்கலாம். இருப்பினும், இந்த ஆய்வால் ஒவ்வொரு நிலத்தடிப் பாதையையோ அல்லது கனிம ஆதாரத்தையோ நேரடியாகப் பரிசோதிக்க முடியவில்லை. இதன் வேதியியல் சான்றுகள் நிலத்தடி செயல்முறையின் முழுமையான வரைபடத்தை வழங்காமல், அதற்கான ஒரு வழிமுறையை ஆதரிக்கின்றன.

இதன் தாக்கங்கள் சூழலியல் அமைப்புகள் மற்றும் ஆறுகளைச் சார்ந்திருக்கும் மக்கள் ஆகிய இரு தரப்பினரையும் சார்ந்தவை. முந்தைய ஆய்வுகள் பாதிக்கப்பட்ட நீர்ப்பகுதிகளில் மீன்கள் மற்றும் நீர்வாழ் முதுகெலும்பற்ற உயிரினங்களின் உள்ளூர் வீழ்ச்சியை ஆவணப்படுத்தின. அது அனைத்து நீர்ப்பிடிப்புப் பகுதிகளிலும் பரவலான நோயையோ அல்லது ஒரே மாதிரியான சேதத்தையோ நிரூபிக்கவில்லை. பாதிப்பு என்பது குறிப்பிட்ட நீர், பொருட்கள், செறிவுகள் மற்றும் சம்பந்தப்பட்ட பயன்பாடுகளைப் பொறுத்தது. விளைவுகள் எங்கு ஏற்படுகின்றன என்பதை அடையாளம் காண நீர் வேதியியல் மற்றும் உயிரியல் நிலைகளின் அளவீடுகள் தேவைப்படுகின்றன.

கண்காணிப்பானது காலப்போக்கில் ஏற்படும் மாற்றத்தையும் பதிவு செய்ய வேண்டும். எல்லா இடங்களிலும் இடையறாத எளிய அதிகரிப்பு என்பதற்குப் பதிலாக, வேதியியல் குறிகாட்டிகளில் கூர்மையான உயர்வையும் அதைத் தொடர்ந்து ஓரளவு மீட்சியையும் பல்கலைக்கழகம் விவரிக்கிறது. தொடர்ச்சியான மாதிரி சேகரிப்பு, நீடித்த பிரச்சினையைத் தற்காலிக மாற்றத்திலிருந்து வேறுபடுத்திக் காட்டவும், ஆற்றின் கீழ்ப்பகுதி நிலைமைகள் மேம்படுகின்றனவா என்பதை வெளிப்படுத்தவும் உதவும். ஒரு புகைப்படமோ அல்லது ஒரு நீர் மாதிரியோ அந்த நீண்டகாலக் கேள்விகளுக்குப் பதிலளிக்க முடியாது.

முடிவுரை

அலாஸ்கா ஆய்வின் முடிவுகள் உறைபனி நில உருகுதலை வெப்பமயமாதலின் அதிகம் வெளிப்படையாகத் தெரியாத விளைவான மாறிவரும் ஆற்று வேதியியலுடன் இணைக்கின்றன. அமிலத்தன்மையைச் சமன் செய்வது உலோகங்கள் ஆற்றின் கீழ்ப்பகுதிக்குப் பயணிப்பதை அவசியம் தடுத்துவிடாது. சூழலியல் விளைவுகளுடன் வேதியியல் பாதைகளையும் பின்தொடர்வது பாதிக்கப்படக்கூடிய நீர்ப்பிடிப்புப் பகுதிகளை அடையாளம் காண உதவும். மாறிவரும் நீர் நிலைகள் சுற்றியுள்ள சமூகங்களுக்கு எத்தகைய தாக்கத்தை ஏற்படுத்துகின்றன என்பதை மதிப்பிடுவதற்கு அந்த ஒருங்கிணைந்த சான்றுகள் தேவைப்படுகின்றன.