জলবায়ু পরিবর্তনের জন্য মাটি-ভিত্তিক সমাধানের দিকে 

A new study examined interactions between biomolecules and clay minerals in the soil and shed light on factors that influence trapping of plant-based carbon in the soil. It was found that charge on biomolecules and clay minerals, structure of biomolecules, natural metal constituents in the soil and pairing between biomolecules play key roles in sequestration of carbon in the soil. While presence of positively charged metal ions in the soils favoured carbon trapping, the electrostatic pairing between biomolecules inhibited adsorption of biomolecules to the clay minerals. The findings could be helpful in predicting soil chemistries most effective in trapping carbon in soil which in turn, could pave way for soil-based solutions for reducing carbon in atmosphere and for global warming and জলবায়ু পরিবর্তন.   

কার্বন চক্র বায়ুমণ্ডল থেকে পৃথিবীতে উদ্ভিদ এবং প্রাণী এবং বায়ুমন্ডলে ফিরে কার্বন চলাচলের সাথে জড়িত। মহাসাগর, বায়ুমণ্ডল এবং জীবন্ত প্রাণী হল প্রধান জলাধার বা সিঙ্ক যার মাধ্যমে কার্বন চক্র চলে। অনেক কারবন is stored/sequestrated in rocks, sediments and soils. The dead organisms in rocks and sediments may become fossil fuels over millions of years. Burning of the fossil fuels to meet energy needs release large amount of carbon in the atmosphere which has tipped the atmospheric carbon balance and contributed to global warming and consequent জলবায়ু পরিবর্তন.  

1.5 সালের মধ্যে প্রাক-শিল্প স্তরের তুলনায় বৈশ্বিক উষ্ণতা 2050 ডিগ্রি সেলসিয়াসে সীমাবদ্ধ করার প্রচেষ্টা করা হচ্ছে। বৈশ্বিক উষ্ণতা 1.5 ডিগ্রি সেলসিয়াসে সীমাবদ্ধ করতে, গ্রিনহাউস গ্যাস নির্গমন 2025 সালের আগে সর্বোচ্চ এবং 2030 সালের মধ্যে অর্ধেক হতে হবে। তবে সাম্প্রতিক বৈশ্বিক মজুদ প্রকাশ করেছে যে এই শতাব্দীর শেষ নাগাদ বিশ্ব তাপমাত্রা বৃদ্ধি 1.5 ডিগ্রি সেলসিয়াসে সীমাবদ্ধ করার পথে নেই। 43 সালের মধ্যে গ্রিনহাউস গ্যাস নির্গমনে 2030% হ্রাস অর্জনের জন্য রূপান্তরটি যথেষ্ট দ্রুত নয় যা বর্তমান উচ্চাকাঙ্ক্ষার মধ্যে বিশ্ব উষ্ণায়নকে সীমিত করতে পারে। 

It is in this context that the role of soil জৈব কার্বন (SOC) in জলবায়ু পরিবর্তন is gaining importance both as a potential source of carbon emission in response to global warming as well as a natural sink of atmospheric carbon.  

কার্বনের ঐতিহাসিক উত্তরাধিকার লোড (অর্থাৎ, 1,000 সাল থেকে প্রায় 1750 বিলিয়ন টন কার্বন নির্গমন যখন শিল্প বিপ্লব শুরু হয়) তা সত্ত্বেও, বৈশ্বিক তাপমাত্রার যে কোনো বৃদ্ধি বায়ুমণ্ডলে মাটি থেকে আরও কার্বন নিঃসরণ করার সম্ভাবনা রাখে তাই বিদ্যমান সংরক্ষণ করা অপরিহার্য। মাটির কার্বন স্টক।   

Soil as a sink of জৈব কারবন 

Soil is still Earth’s second largest (after ocean) sink of জৈব carbon. It holds about 2,500 billion tons of carbon which is about ten times the amount held in the atmosphere, yet it has huge untapped potential to sequester atmospheric carbon. Croplands could trap between 0.90 and 1.85 petagrams (1 Pg = 10¹⁵ প্রতি বছর গ্রাম) কার্বন (Pg C), যা লক্ষ্যমাত্রার প্রায় 26-53%প্রতি 4 উদ্যোগে 1000” (that is, 0.4% annual growth rate of the standing global soil জৈব carbon stocks can offset the current increase in carbon emission in the atmosphere and contribute to meet the জলবায়ু target). However, the interplay of factors influencing trapping of plant-based জৈব matter in the soil is not very well understood. 

কি মাটিতে কার্বন লকিং প্রভাবিত করে  

A new study sheds light on what determines whether a plant-based জৈব matter will be trapped when it enters soil or whether it will end up feeding microbes and return carbon to the atmosphere in the form of CO₂. জৈব অণু এবং কাদামাটি খনিজগুলির মধ্যে মিথস্ক্রিয়া পরীক্ষা করার পরে, গবেষকরা দেখতে পেয়েছেন যে জৈব অণু এবং কাদামাটি খনিজগুলির উপর চার্জ, জৈব অণুর গঠন, মাটিতে প্রাকৃতিক ধাতব উপাদান এবং জৈব অণুগুলির মধ্যে জোড়া মাটিতে কার্বনের সিকোয়েস্টেশনে মূল ভূমিকা পালন করে।  

কাদামাটির খনিজ এবং পৃথক জৈব অণুগুলির মধ্যে মিথস্ক্রিয়া পরীক্ষা করে দেখা গেছে যে বাঁধাই অনুমানযোগ্য ছিল। যেহেতু কাদামাটির খনিজগুলি নেতিবাচকভাবে চার্জ করা হয়, তাই ইতিবাচক চার্জযুক্ত উপাদানগুলির (লাইসিন, হিস্টিডিন এবং থ্রোনাইন) জৈব অণুগুলি শক্তিশালী বাঁধন অনুভব করে। একটি বায়োমোলিকুল তার ইতিবাচক চার্জযুক্ত উপাদানগুলিকে নেতিবাচক চার্জযুক্ত কাদামাটির খনিজগুলির সাথে সারিবদ্ধ করার জন্য যথেষ্ট নমনীয় কিনা তার দ্বারাও বাঁধাই প্রভাবিত হয়।  

ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক চার্জ এবং জৈব অণুগুলির কাঠামোগত বৈশিষ্ট্যগুলি ছাড়াও, মাটির প্রাকৃতিক ধাতব উপাদানগুলি সেতু গঠনের মাধ্যমে আবদ্ধ হওয়ার ক্ষেত্রে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করতে দেখা গেছে। উদাহরণস্বরূপ, ইতিবাচক চার্জযুক্ত ম্যাগনেসিয়াম এবং ক্যালসিয়াম, নেতিবাচক চার্জযুক্ত জৈব অণু এবং কাদামাটি খনিজগুলির মধ্যে একটি সেতু তৈরি করে একটি বন্ধন তৈরি করে যা মাটিতে প্রাকৃতিক ধাতব উপাদানগুলি মাটিতে কার্বন আটকে যাওয়ার সুবিধা দিতে পারে।  

অন্যদিকে, জৈব অণুগুলির মধ্যে ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক আকর্ষণ বাইন্ডিংকে বিরূপভাবে প্রভাবিত করে। প্রকৃতপক্ষে, জৈব অণুগুলির মধ্যে আকর্ষণের শক্তি মাটির খনিজগুলির প্রতি একটি জৈব অণুর আকর্ষণ শক্তির চেয়ে বেশি পাওয়া গেছে। এর অর্থ হল মাটিতে জৈব অণুগুলির শোষণ হ্রাস। এইভাবে, মাটিতে ধনাত্মক চার্জযুক্ত ধাতব আয়নের উপস্থিতি কার্বন আটকে রাখার পক্ষে, বায়োমোলিকুলের মধ্যে ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক জোড়া কাদামাটির খনিজগুলিতে জৈব অণুগুলির শোষণকে বাধা দেয়।  

These new findings about how জৈব carbon biomolecules bind to the clay minerals in the soil could help modify the soil chemistries suitably to favour carbon trapping, thus pave way for soil-based solutions for জলবায়ু পরিবর্তন. 

*** 

তথ্যসূত্র:  

1. Zomer, RJ, Bossio, DA, Sommer, R. et al. ফসলি জমিতে বর্ধিত জৈব কার্বনের গ্লোবাল সিকোস্ট্রেশন সম্ভাবনা। Sci Rep 7, 15554 (2017)। https://doi.org/10.1038/s41598-017-15794-8 

2. Rumpel, C., আমিরাস্লানি, F., Chenu, C. et al. 4p1000 উদ্যোগ: একটি টেকসই উন্নয়ন কৌশল হিসাবে মাটির জৈব কার্বন সিকোয়েস্টেশন বাস্তবায়নের সুযোগ, সীমাবদ্ধতা এবং চ্যালেঞ্জ। অ্যাম্বিও 49, 350–360 (2020)। https://doi.org/10.1007/s13280-019-01165-2  

3. Wang J., Wilson RS, এবং Aristilde L., 2024. ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক কাপলিং এবং জল-কাদামাটির ইন্টারফেসে জৈব অণুগুলির শোষণ শ্রেণিবিন্যাসে জল সেতু। পিএনএএস। 8 ফেব্রুয়ারি 2024.121 (7) e2316569121। DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.2316569121  

***