क्या कभी ऐसा हुआ है कि आप गर्मियों के बीच कोरिया के पूर्वी तट पर किसी समुद्र तट पर नहाने गए हों, लेकिन पानी इतना ठंडा मिला हो कि केवल पैर डुबोकर लौट आए हों? कुछ दिन पहले तक गर्म रहा समुद्र रातोंरात बर्फ जैसे ठंडे पानी में बदल जाए, ऐसा होना असामान्य नहीं है। तेज धूप वाले दिन समुद्र उलटे और ठंडा क्यों हो जाता है, इस पहेली का उत्तर है समुद्र की गहराई से ठंडे पानी का ऊपर उठना, यानी ‘उत्प्रवाह (Upwelling)’।
आसान शब्दों में, उत्प्रवाह वह प्रक्रिया है जिसमें हवा से हटे सतही समुद्री पानी की जगह भरने के लिए गहराई से ठंडा और पोषक तत्त्वों से भरपूर पानी ऊपर आता है। समुद्र में नहाने वालों को यह ठंडा पानी भले ही अच्छा न लगे, लेकिन समुद्री जीवों के लिए यह भोजन लेकर आने वाला अनमोल मेहमान है और दुनिया के प्रमुख मत्स्य क्षेत्रों के बनने की प्रेरक शक्ति भी है।
इस सामग्री में हम क्रम से समझेंगे कि उत्प्रवाह कैसे होता है, दुनिया के प्रमुख उत्प्रवाह क्षेत्र कौन-से हैं, समुद्री पारिस्थितिकी तंत्र और मौसम पर इसका क्या प्रभाव पड़ता है, और एल नीन्यो तथा जलवायु परिवर्तन के बीच इसका भविष्य कैसा हो सकता है।
समुद्र की गहराई से ठंडा पानी ऊपर उठने की प्रक्रिया और उसके प्रभाव
हवा समुद्री पानी को एक ओर क्यों धकेलती है
उत्प्रवाह को समझने के लिए पहले यह जानना ज़रूरी है कि हवा और समुद्री पानी साथ मिलकर कैसे चलते हैं। जब हवा समुद्र के ऊपर बहती है, तो वह सतह के पानी को खींचती है, लेकिन यह पानी हवा की दिशा में सीधे नहीं बहता।
- कोरिऑलिस प्रभाव (Coriolis Effect): पृथ्वी के घूर्णन के कारण गतिमान वस्तुएँ उत्तरी गोलार्ध में दाईं ओर और दक्षिणी गोलार्ध में बाईं ओर मुड़ती हैं।
- एकमैन सर्पिल (Ekman Spiral): सतह का पानी हवा की दिशा से लगभग 45 डिग्री हटकर बहता है, और उसके नीचे की परतें घर्षण के कारण खिंचती हुई क्रमशः और अधिक मुड़ती हैं, जिससे सर्पिल आकार बनता है।
- एकमैन परिवहन (Ekman Transport): इन सभी परतों की गति को मिलाकर देखें, तो सतह का समुद्री पानी समग्र रूप से हवा की दिशा के समकोण पर चलता है।
इस सिद्धांत की शुरुआत नॉर्वे के अन्वेषक फ्रिड्ट्यॉफ नानसेन (Fridtjof Nansen) के उस अवलोकन से हुई, जिसमें उन्होंने आर्कटिक अभियान के दौरान समुद्री बर्फ को हवा की दिशा से लगभग 20~40 डिग्री दाईं ओर बहते देखा था। स्वीडन के समुद्र विज्ञानी वाग्न वाल्फ्रिड एकमैन (Vagn Walfrid Ekman) ने इसकी गणितीय व्याख्या करके उसे 1905 में प्रकाशित किया। इसके विपरीत, जब हवा सतह के पानी को तट की ओर धकेलती है, तो पानी इकट्ठा होकर नीचे डूबता है। इसे अधःप्रवाह (Downwelling) कहते हैं। उत्प्रवाह और अधःप्रवाह समुद्री पानी को ऊपर-नीचे मिलाने वाली परस्पर जुड़ी गतियाँ हैं।
उत्प्रवाह कहाँ होता है
जब सतह का पानी एक ओर हटता है, तो उसकी खाली जगह भरने के लिए नीचे का पानी ऊपर आता है। उत्प्रवाह होने वाले स्थानों को मुख्य रूप से तीन प्रकारों में बाँटा जा सकता है।
(1) तटीय उत्प्रवाह
यह तब होता है जब हवा तटरेखा के समानांतर बहती है और सतह का पानी तट से दूर खुले समुद्र की ओर धकेला जाता है। यह सबसे जाना-पहचाना प्रकार है, जिसमें ठंडा पानी आम तौर पर प्रतिदिन लगभग 5~10 मीटर की गति से ऊपर उठता है। पेरू और चिली के तटों के पास की हम्बोल्ट धारा, अमेरिका के पश्चिमी तट की कैलिफ़ोर्निया धारा, उत्तर-पश्चिमी अफ्रीका की कैनरी धारा और दक्षिण-पश्चिमी अफ्रीका की बेंगुएला धारा इसके प्रमुख उदाहरण हैं।
(2) भूमध्यरेखीय उत्प्रवाह
भूमध्य रेखा के पास पूर्व से बहने वाली व्यापारिक पवनें सतह के पानी को उत्तरी गोलार्ध में उत्तर की ओर और दक्षिणी गोलार्ध में दक्षिण की ओर अलग-अलग धकेलती हैं। इनके बीच से ठंडा पानी ऊपर उठता है, जिससे प्रशांत महासागर की भूमध्य रेखा के साथ समुद्री जीवन से समृद्ध एक पट्टी बनती है। इस पट्टी में पादप प्लवक इतने अधिक होते हैं कि यह उपग्रह चित्रों में भी साफ दिखाई देती है।
(3) दक्षिण कोरिया के ठंडे जल क्षेत्र
गर्मियों में दक्षिणी दिशा से आने वाली हवाएँ लगातार बहें, तो पूर्वी तट के दक्षिणी तटीय भाग में भी उत्प्रवाह होता है और ठंडे जल क्षेत्र बनते हैं। पानी का तापमान अचानक बहुत गिरने से मत्स्य पालन केंद्रों की मछलियों को नुकसान भी हो सकता है, इसलिए राष्ट्रीय मत्स्य विज्ञान संस्थान ठंडे जल क्षेत्रों के लिए विशेष चेतावनियाँ जारी करता है।
उत्प्रवाह से समुद्र और मौसम में होने वाले बदलाव
गहरे समुद्र में ऊपर से नीचे डूबे जीवों के अवशेषों के विघटन से बने नाइट्रेट और फॉस्फेट जैसे पोषक लवण जमा होते हैं। उत्प्रवाह इस खाद को सूर्य का प्रकाश पाने वाली सतही परत तक ऊपर ले आता है।
दुनिया के सबसे समृद्ध मत्स्य क्षेत्र बनाता है
पोषक लवण मिलने पर पादप प्लवक की संख्या तेज़ी से बढ़ती है और उन्हें खाने वाले प्राणी प्लवक, एन्कोवी और सार्डिन जैसी छोटी मछलियों से लेकर बड़ी मछलियों, समुद्री पक्षियों और समुद्री स्तनधारियों तक खाद्य शृंखला जुड़ती जाती है। पाँच प्रमुख उत्प्रवाह क्षेत्र समुद्र के कुल क्षेत्रफल के केवल लगभग 5% हिस्से में फैले हैं, लेकिन दुनिया में समुद्र से पकड़ी जाने वाली मछलियों का लगभग 25% इन्हीं क्षेत्रों से आता है। पेरू के तट के पास का एन्कोवी मत्स्य क्षेत्र इसका प्रमुख उदाहरण है।
कोहरे और रेगिस्तान को जन्म देता है
ठंडा समुद्री पानी अपने ऊपर की हवा को भी ठंडा करके घना समुद्री कोहरा और कम ऊँचाई वाले बादल बनाता है। अमेरिका का सैन फ़्रांसिस्को इसका अच्छा उदाहरण है, जहाँ गर्मियों में भी ठंडक रहती है और अक्सर कोहरा छाया रहता है। दूसरी ओर, हवा नीचे से ठंडी होने के कारण वर्षा वाले बादल अच्छी तरह विकसित नहीं हो पाते, इसलिए चिली के अटाकामा रेगिस्तान या नामीबिया के नामीब रेगिस्तान की तरह तट के किनारे शुष्क भूमि भी बन जाती है।
एल नीन्यो और जलवायु परिवर्तन के बीच उत्प्रवाह
उत्प्रवाह हवा से पैदा होने वाली प्रक्रिया है, इसलिए हवा कमज़ोर पड़ने पर यह भी कमज़ोर हो जाता है। इसी कारण यह मौसम और जलवायु में होने वाले बदलावों के प्रति बहुत संवेदनशील है।
(1) एल नीन्यो आने पर समुद्र भूखा रह जाता है
एल नीन्यो के कारण व्यापारिक पवनें कमज़ोर पड़ती हैं, तो पेरू के तट के पास उत्प्रवाह घट जाता है और गर्म तथा कम पोषक तत्त्वों वाला पानी तट को ढक लेता है। 1972 में एल नीन्यो और अत्यधिक मछली पकड़ने के संयुक्त प्रभाव से पेरू में एन्कोवी की पकड़ में भारी गिरावट आई थी।
(2) अत्यधिक मछली पकड़ना खाद्य शृंखला को अस्थिर करता है
उत्प्रवाह वाले क्षेत्रों में आम तौर पर एन्कोवी या सार्डिन जैसी एक-दो प्रजातियों की छोटी मछलियाँ खाद्य शृंखला के निचले और ऊपरी स्तरों को जोड़ने वाली मुख्य कड़ी होती हैं। इन मछलियों को बहुत अधिक पकड़ने पर इन्हें खाकर जीवित रहने वाले समुद्री पक्षियों और बड़ी मछलियों की संख्या भी घट जाती है।
(3) गर्म होते समुद्र के प्रभावों पर नज़र
एक परिकल्पना यह है कि पृथ्वी के गर्म होने पर स्थल और समुद्र के तापमान का अंतर बढ़ सकता है, जिससे तटीय उत्प्रवाह अधिक प्रबल हो सकता है। वहीं यह चिंता भी है कि सतही परत गर्म होने से पानी का आपस में मिलना कठिन हो जाएगा। वैज्ञानिक उपग्रहों से समुद्र की सतह के तापमान और क्लोरोफ़िल की सांद्रता का अवलोकन करते हुए इन बदलावों पर लगातार नज़र रख रहे हैं।
उत्प्रवाह को अक्सर समुद्र तट के ठंडे पानी के रूप में ही याद रखा जाता है, लेकिन वास्तव में यह एक विशाल परिसंचरण का हिस्सा है, जो समुद्र की गहराई से पोषक तत्त्व ऊपर लाकर अनगिनत जीवों का पोषण करता है। हवा, पृथ्वी के घूर्णन और समुद्री पानी की संयुक्त क्रिया से होने वाली इस गति की बदौलत हमारे भोजन में आने वाली मछलियाँ भी मौजूद हैं।
यह जानना कि हवा का एक झोंका गहरे समुद्र को जगा सकता है, समुद्र को समझने की दृष्टि विकसित करने की पहली सीढ़ी है।
