नए निष्कर्षों से पता चलता है कि पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र ने लंबे समय तक हमारे वायुमंडल से चंद्रमा तक कणों को ले जाने में आश्चर्यजनक भूमिका निभाई है।
प्रथम दृष्टया चंद्रमा निर्जीव एवं निष्क्रिय प्रतीत होता है। लेकिन इसकी सतह अधिक जटिल कहानी बता सकती है। अरबों वर्षों से, पृथ्वी के वायुमंडल के छोटे-छोटे टुकड़े संभवतः चंद्रमा पर आते रहे हैं और उसकी मिट्टी में समा जाते रहे हैं। इन सामग्रियों में ऐसे पदार्थ शामिल हो सकते हैं जो एक दिन चंद्र सतह पर मानव गतिविधि का समर्थन करने में मदद कर सकते हैं। हालाँकि, हाल तक वैज्ञानिक अनिश्चित थे कि ये कण इतनी बड़ी दूरी कैसे तय कर सकते हैं या यह प्रक्रिया कितने समय से चल रही थी।
रोचेस्टर विश्वविद्यालय के शोधकर्ता अब रिपोर्ट करते हैं कि पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र इस स्थानांतरण को रोकने के बजाय सहायता कर सकता है। उनका अध्ययन, में प्रकाशित हुआ प्रकृति संचार पृथ्वी और पर्यावरणदर्शाता है कि सौर हवा द्वारा उठाए गए वायुमंडलीय कणों को पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के साथ बाहर की ओर निर्देशित किया जा सकता है। चूँकि यह चुंबकीय ढाल अरबों वर्षों से अस्तित्व में है, यह गहरे समय में पृथ्वी से चंद्रमा तक सामग्री की धीमी लेकिन निरंतर गति को सक्षम कर सकता था।
भौतिकी और खगोल विज्ञान विभाग के प्रोफेसर और लेजर एनर्जेटिक्स (एलएलई) के लिए यूरोचेस्टर की प्रयोगशाला के एक प्रतिष्ठित वैज्ञानिक एरिक ब्लैकमैन कहते हैं, “चंद्रमा की मिट्टी में संरक्षित कणों के डेटा को कम्प्यूटेशनल मॉडलिंग के साथ जोड़कर कि सौर हवा पृथ्वी के वायुमंडल के साथ कैसे संपर्क करती है, हम पृथ्वी के वायुमंडल और उसके चुंबकीय क्षेत्र के इतिहास का पता लगा सकते हैं।”
इन परिणामों से पता चलता है कि चंद्र मिट्टी पृथ्वी के वायुमंडल के लंबे समय तक चलने वाले संग्रह को संरक्षित कर सकती है। वे यह संभावना भी जताते हैं कि चंद्रमा में ऐसे संसाधन हैं जो भविष्य में वहां रहने और काम करने वाले अंतरिक्ष यात्रियों के लिए मूल्यवान साबित हो सकते हैं।
अपोलो के नमूनों से क्या पता चला?
1970 के दशक में अपोलो मिशन के दौरान एकत्र की गई चंद्रमा की चट्टानें और मिट्टी इस शोध के केंद्र में रही हैं। इन नमूनों के विश्लेषण से पता चलता है कि चंद्रमा की सतह परत, जिसे रेजोलिथ के नाम से जाना जाता है, में पानी, कार्बन डाइऑक्साइड, हीलियम, आर्गन और नाइट्रोजन जैसे अस्थिर पदार्थ होते हैं। इनमें से कुछ सामग्रियां स्पष्ट रूप से सौर हवा, सूर्य से आने वाले आवेशित कणों के निरंतर प्रवाह से आती हैं। हालाँकि, पाई गई मात्राएँ, विशेष रूप से नाइट्रोजन, इतनी अधिक हैं कि अकेले सौर हवा से इसकी व्याख्या करना संभव नहीं है।
2005 में, टोक्यो विश्वविद्यालय के वैज्ञानिकों ने प्रस्तावित किया कि इन वाष्पशील पदार्थों का एक हिस्सा पृथ्वी के वायुमंडल में उत्पन्न हुआ। उन्होंने तर्क दिया कि यह स्थानांतरण पृथ्वी के इतिहास के आरंभ में ही हो सकता था, ग्रह के चुंबकीय क्षेत्र विकसित होने से पहले। उनकी धारणा थी कि एक बार चुंबकीय क्षेत्र बनने के बाद, यह वायुमंडलीय कणों को अंतरिक्ष में भागने से रोक देगा।
रोचेस्टर टीम एक अलग निष्कर्ष पर पहुंची।
पृथ्वी से चंद्रमा तक की यात्रा का अनुकरण
यह बेहतर ढंग से समझने के लिए कि वायुमंडलीय कण चंद्रमा तक कैसे पहुंच सकते हैं, शोधकर्ताओं ने उन्नत कंप्यूटर सिमुलेशन का उपयोग किया। टीम में भौतिकी और खगोल विज्ञान विभाग में स्नातक छात्र और एलएलई में हॉर्टन फेलो शुभोनकर परमानिक शामिल थे; जॉन टार्डुनो, विलियम आर. केनान, पृथ्वी और पर्यावरण विज्ञान विभाग में जूनियर प्रोफेसर; और जोनाथन कैरोल-नेलेनबैक, सेंटर फॉर इंटीग्रेटेड रिसर्च कंप्यूटिंग में एक कम्प्यूटेशनल वैज्ञानिक और भौतिकी और खगोल विज्ञान विभाग में एक सहायक प्रोफेसर।
उनके सिमुलेशन ने दो स्थितियों का परीक्षण किया। एक ने पृथ्वी के प्रारंभिक संस्करण का प्रतिनिधित्व किया जिसमें कोई चुंबकीय क्षेत्र नहीं था और तेज़ सौर हवा थी। दूसरा मॉडल वर्तमान पृथ्वी का है, जो एक मजबूत चुंबकीय क्षेत्र और कमजोर सौर हवा से परिपूर्ण है। परिणामों से पता चला कि आधुनिक पृथ्वी परिदृश्य में चंद्रमा पर कणों का स्थानांतरण कहीं अधिक प्रभावी था।
इस मामले में, सौर हवा पृथ्वी के ऊपरी वायुमंडल से आवेशित कणों को ढीला कर सकती है। फिर ये कण पृथ्वी की चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं का अनुसरण करते हैं, जिनमें से कुछ चंद्रमा की कक्षा को पार करने के लिए अंतरिक्ष में काफी दूर तक फैल जाते हैं। अरबों वर्षों में, यह प्रक्रिया एक धीमी फ़नल की तरह काम करती है, जिससे पृथ्वी के वायुमंडल की थोड़ी मात्रा चंद्रमा की सतह पर जमा हो जाती है।
पृथ्वी के अतीत का एक रिकार्ड और भविष्य के लिए एक संसाधन
क्योंकि यह आदान-प्रदान इतने लंबे समय के पैमाने पर हुआ है, चंद्रमा पृथ्वी के वायुमंडलीय इतिहास का एक रासायनिक रिकॉर्ड रख सकता है। चंद्रमा की मिट्टी का अध्ययन वैज्ञानिकों को नई अंतर्दृष्टि प्रदान कर सकता है कि पृथ्वी की जलवायु, महासागर और यहां तक कि जीवन अरबों वर्षों में कैसे विकसित हुआ।
कणों की निरंतर डिलीवरी से यह भी पता चलता है कि चंद्रमा में पहले की तुलना में अधिक उपयोगी सामग्री हो सकती है। पानी और नाइट्रोजन जैसे अस्थिर तत्व चंद्रमा पर दीर्घकालिक मानव गतिविधि को बनाए रखने में मदद कर सकते हैं, जिससे पृथ्वी से आपूर्ति भेजने की आवश्यकता कम हो जाएगी और भविष्य की खोज अधिक व्यावहारिक हो जाएगी।
पैरामानिक कहते हैं, “हमारे अध्ययन में मंगल जैसे ग्रहों पर प्रारंभिक वायुमंडलीय पलायन को समझने के लिए व्यापक निहितार्थ हो सकते हैं, जिसमें आज वैश्विक चुंबकीय क्षेत्र का अभाव है, लेकिन अतीत में पृथ्वी के समान एक संभावित घने वातावरण के साथ था।” “विभिन्न युगों में वायुमंडलीय पलायन के साथ-साथ ग्रहों के विकास की जांच करके, हम यह जानकारी प्राप्त कर सकते हैं कि ये प्रक्रियाएं ग्रहों की रहने की क्षमता को कैसे आकार देती हैं।”
अनुसंधान को आंशिक रूप से नासा और राष्ट्रीय विज्ञान फाउंडेशन से वित्त पोषण द्वारा समर्थित किया गया था।
