1816 के 6वें महीने में अमेरिका के न्यू इंग्लैंड क्षेत्र में बेमौसम बर्फ पड़ी। यूरोप में पूरी गर्मियों के दौरान ठंडी बारिश थमने का नाम नहीं ले रही थी, जिससे गेहूँ और आलू सड़ गए। जगह-जगह रोटी के दाम आसमान छूने लगे और दंगे भड़क उठे। उस वर्ष लोग इस अजीब मौसम का कारण नहीं जानते थे। आज हम जानते हैं कि इसकी वजह ‘ज्वालामुखीय शीतकाल (Volcanic Winter)’ था।
सरल शब्दों में, ज्वालामुखीय शीतकाल वह घटना है जिसमें ‘सल्फर से भरपूर एक विशाल ज्वालामुखी विस्फोट समतापमंडल में सल्फ्यूरिक अम्ल की सूक्ष्म बूँदें फैला देता है, जो धूप को रोकती हैं और इसके परिणामस्वरूप पृथ्वी का तापमान कई वर्षों तक घटा रहता है।’ यानी पृथ्वी को ठंडा करने वाली चीज़ ज्वालामुखी से निकली गर्मी नहीं, बल्कि आकाश में बहुत ऊँचाई तक पहुँची गैस होती है।
इस सामग्री में हम क्रम से समझेंगे कि ज्वालामुखीय शीतकाल कैसे होता है, इतिहास में इसके प्रमुख उदाहरण कौन-से हैं, वैज्ञानिक अतीत के ज्वालामुखीय शीतकाल का पता कैसे लगाते हैं और आज यह घटना हमारे लिए क्या मायने रखती है।
ज्वालामुखी पृथ्वी को कैसे ठंडा करता है और इसके प्रमाण
ज्वालामुखीय शीतकाल कैसे उत्पन्न होता है?
ज्वालामुखी फटने पर राख के साथ सल्फर डाइऑक्साइड जैसी गैसें आकाश में उठती हैं। लेकिन तापमान घटाने में मुख्य भूमिका दिखाई देने वाली ज्वालामुखीय राख की नहीं होती। राख भारी होती है, इसलिए आम तौर पर कुछ हफ़्तों के भीतर ज़मीन पर गिर जाती है और उसका प्रभाव भी ज्वालामुखी के आसपास तक सीमित रहता है।
(1) समतापमंडल तक पहुँचना ज़रूरी है
विस्फोट इतना शक्तिशाली होना चाहिए कि सल्फर डाइऑक्साइड धरातल से 10~50 किलोमीटर की ऊँचाई पर स्थित समतापमंडल तक पहुँच जाए। क्षोभमंडल में रह जाने वाली गैस बारिश के साथ धुलकर कुछ ही दिनों में हट जाती है, लेकिन समतापमंडल में बारिश नहीं होती, इसलिए वह वहाँ लंबे समय तक तैरती रह सकती है।
(2) गैस सल्फ्यूरिक अम्ल की बूँदों में बदलती है
समतापमंडल में पहुँची सल्फर डाइऑक्साइड लगभग एक सप्ताह के दौरान जलवाष्प से अभिक्रिया करके सल्फ्यूरिक अम्ल की अत्यंत छोटी बूँदों, यानी सल्फेट एरोसोल (Sulfate Aerosol), में बदल जाती है। ये बूँदें कुछ ही हफ़्तों में पूरे गोलार्ध में फैल जाती हैं।
(3) सूर्य के प्रकाश को वापस अंतरिक्ष में भेजती हैं
एक पतली परत की तरह फैली सल्फ्यूरिक अम्ल की बूँदें आने वाले सूर्यप्रकाश को परावर्तित और प्रकीर्णित करती हैं, जिससे धरातल तक पहुँचने वाला प्रकाश कम हो जाता है। ये बूँदें लगभग 1 वर्ष के दौरान धीरे-धीरे कम होती जाती हैं, इसलिए शीतलन का प्रभाव आम तौर पर 2~3 वर्षों तक बना रहता है।
यहाँ महत्वपूर्ण बात यह है कि शीतलन की तीव्रता विस्फोट के आकार से अधिक इस पर निर्भर करती है कि ‘कितना सल्फर निकला।’ कोई ज्वालामुखी भले ही भारी मात्रा में लावा उगले, लेकिन उसमें सल्फर कम हो तो तापमान में बड़ा बदलाव नहीं होता।
इतिहास के प्रमुख ज्वालामुखीय शीतकाल
ज्वालामुखीय शीतकाल ने पेड़ों के वार्षिक वलयों और पुराने अभिलेखों में स्पष्ट निशान छोड़े हैं।
1815 का तंबोरा ज्वालामुखी और गर्मियों के बिना बीता वर्ष
1815 के 4वें महीने में वर्तमान इंडोनेशिया के सुम्बावा द्वीप पर स्थित तंबोरा ज्वालामुखी में आधुनिक काल का सबसे बड़ा दर्ज विस्फोट हुआ। अगले वर्ष, 1816 में, पृथ्वी का औसत तापमान लगभग 0.4~0.7℃ गिर गया और यह वर्ष ‘गर्मियों के बिना बीता वर्ष (Year Without a Summer)’ कहलाने लगा। उत्तरी गोलार्ध में जगह-जगह फ़सलें खराब होती रहीं और खाद्य संकट बना रहा, जबकि यूरोप में भुखमरी के बाद टाइफस फैल गया।
इन उदास गर्मियों ने साहित्य पर भी अपनी छाप छोड़ी। स्विट्ज़रलैंड में जिनेवा झील के किनारे एक विला में ठहरी मैरी शेली (Mary Shelley), लॉर्ड बायरन (Lord Byron) और उनके साथी लगातार बारिश के कारण घर के भीतर फँस गए। उन्होंने डरावनी कहानियाँ लिखने की प्रतियोगिता की, और उस समय सूझी एक कहानी आगे चलकर ‘फ़्रैंकेनस्टाइन’ उपन्यास बनी।
1991 का पिनातुबो ज्वालामुखी
फ़िलीपींस का पिनातुबो ज्वालामुखी 1991 के 6वें महीने में फटा और उसने लगभग 1,500 × दस हज़ार टन सल्फर डाइऑक्साइड समतापमंडल में पहुँचा दी। इसके बाद 1~2 वर्षों के दौरान पृथ्वी का औसत तापमान लगभग 0.5℃ गिर गया। इस ज्वालामुखीय शीतकाल को उपग्रहों और प्रेक्षण उपकरणों से शुरू से अंत तक देखा गया, इसलिए यह वैज्ञानिकों के लिए जलवायु की प्रतिक्रिया को समझने का एक बहुमूल्य प्रयोग बना। विस्फोट के बाद कुछ समय तक दुनिया के कई हिस्सों में असामान्य रूप से लाल और गहरे रंग के सूर्यास्त भी देखे गए।
वैज्ञानिक अतीत के ज्वालामुखीय शीतकाल का पता कैसे लगाते हैं?
सुदूर अतीत के जिन ज्वालामुखीय शीतकालों का कोई प्रेक्षण अभिलेख नहीं है, उनका पता प्रकृति के छोड़े अभिलेखों के सहारे अतीत में जाकर लगाया जाता है।
(1) बर्फ में सल्फ्यूरिक अम्ल
ग्रीनलैंड और अंटार्कटिका के हिमनद हर साल जमा होने वाली बर्फ की परतों से बने हैं। बर्फ का बेलनाकार नमूना निकालकर हर परत में सल्फ्यूरिक अम्ल की सांद्रता मापने पर, बड़े ज्वालामुखी विस्फोट वाले वर्षों की परतों में सल्फ्यूरिक अम्ल की मात्रा अचानक बढ़ी हुई मिलती है।
(2) पेड़ों के वार्षिक वलय
ठंडी गर्मियाँ झेलने वाले पेड़ों में वार्षिक वलय असामान्य रूप से संकरे होते हैं, या वृद्धि के मौसम में पाला पड़ने के निशान के रूप में पाला वलय बन जाते हैं। हर साल बने इन निशानों का बर्फ के अभिलेखों से मिलान करके पता लगाया जा सकता है कि पृथ्वी कब ठंडी हुई थी।
(3) पुराने समय के लोगों के अभिलेख
सूरज के धुँधला दिखाई देने, असामान्य रूप से लाल सूर्यास्त होने और पूर्ण चंद्रग्रहण के दौरान चंद्रमा लगभग दिखाई न देने के अभिलेख भी सुराग देते हैं। ऐसे प्रमाणों को एकत्र करने से पता चला कि लगभग 536 के समय और 1257 में समालास ज्वालामुखी के विस्फोट के बाद भी बड़े ज्वालामुखीय शीतकाल आए थे।
आज हमारे लिए ज्वालामुखीय शीतकाल का महत्व
ज्वालामुखीय शीतकाल केवल सुदूर अतीत की कहानी नहीं है। कोई बड़ा ज्वालामुखी फिर कभी भी फट सकता है और कई वर्षों तक दुनिया की खेती तथा खाद्य आपूर्ति को प्रभावित कर सकता है। 1816 का खाद्य संकट भी तापमान से अधिक समाज की उस कमज़ोरी के कारण गंभीर हुआ था, जिसमें खराब फ़सल के लिए तैयारी नहीं थी। उस समय रेलमार्ग नहीं थे, इसलिए दूरदराज़ से अनाज लाना कठिन था और नेपोलियन के युद्धों के घाव भी अभी भरे नहीं थे। इसलिए यह ध्यान में रखते हुए कि एक बड़ा ज्वालामुखी विस्फोट कई वर्षों तक अनाज का उत्पादन घटा सकता है, खाद्य भंडार और आयात मार्गों की पहले से जाँच करना महत्वपूर्ण है।
साथ ही, ज्वालामुखीय शीतकाल जलवायु विज्ञान के लिए महत्वपूर्ण जानकारी देता है। पिनातुबो के बाद तापमान में आए बदलावों को यह जाँचने की कसौटी बनाया गया कि जलवायु मॉडल वास्तविक पृथ्वी का कितना अच्छा अनुकरण करते हैं। कुछ वैज्ञानिक समतापमंडल में कृत्रिम रूप से कण फैलाकर वैश्विक तापन को धीमा करने के उपायों पर शोध कर रहे हैं; यह विचार भी ज्वालामुखीय शीतकाल से आया है। हालाँकि, वर्षा में बदलाव या इस प्रक्रिया को अचानक रोकने पर तेज़ी से तापमान बढ़ने जैसे बड़े जोखिमों के कारण इस पर बहस जारी है।
ज्वालामुखीय शीतकाल दिखाता है कि एक पहाड़ का विस्फोट पृथ्वी के दूसरे छोर पर लोगों की थाली तक को बदल सकता है। जब हम समझते हैं कि आकाश में बहुत ऊँचाई पर फैली सल्फ्यूरिक अम्ल की छोटी बूँदें धूप को कैसे रोकती हैं, तो यह भी समझ आता है कि पृथ्वी की जलवायु के विभिन्न हिस्से कितनी गहराई से आपस में जुड़े हैं।
प्रकृति के छोड़े निशानों को पढ़ना और अगले बदलाव के लिए पहले से तैयारी करना—यही विशाल प्रकृति के साथ रहने की समझदारी की पहली सीढ़ी है।
