ಮೈಸೂರು ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾನಿಲಯ ವಿಶ್ವಕೋಶ/ವಾಯುಮಂಡಲ

ವಾಯುಮಂಡಲ ಭೂಮಿಯನ್ನು ಆವರಿಸಿರುವ ವಿವಿಧ ಅನಿಲಗಳು, ದೂಳು, ನೀರಾವಿ ಮುಂತಾದವುಗಳ ಅಸಮಮಿಶ್ರಣ (ಅಟ್ಮಾಸ್ಫಿಯರ್). ವ್ಯಾಪಕಾರ್ಥದಲ್ಲಿ ಯಾವುದೇ ಆಕಾಶಕಾಯದ ಸುತ್ತ ಹಬ್ಬಿರುವ ಅನಿಲ ಮೊತ್ತ. ಭೂತಳದಿಂದ ಎತ್ತರ ಎತ್ತರ ಏರಿದಂತೆ ವಾಯುಗುಣ ದಲ್ಲಿ ಗಮನಾರ್ಹ ವ್ಯತ್ಯಯಗಳು ಕಂಡುಬರುತ್ತವೆ. ಆದ್ದರಿಂದ ಅಧ್ಯಯನದ ಸಲುವಾಗಿ ವಾಯುಮಂಡಲವನ್ನು ಹಲವಾರು ಅನುಕೂಲ ಸ್ತರ ಅಥವಾ ಗೋಳಗಳಾಗಿ ವಿಭಾಗಿಸಿದೆ. ಯಾವುದೇ ವಿಶಿಷ್ಟ ಸ್ತರದಲ್ಲಿಯ ವಾಯುವಿನ ಭೌತಗುಣಗಳು ಒಂದೇ ಇರುತ್ತವೆ. ಈ ಪ್ರಕಾರ ಸು.85 ಕಿಮೀ ಉನ್ನತಿಯವರೆಗಿನದು ಸಮಗೋಳ (ಹೋಮೊಸ್ಫಿಯರ್). ಅಲ್ಲಿಂದ ಮೇಲಿನದು ಪೂರ್ತಿ ಭಿನ್ನಗೋಳ (ಹೆಟರೊಸ್ಫಿಯರ್). ಹೆಸರೇ ಸೂಚಿಸುವಂತೆ ಇಲ್ಲಿಯ ವಾಯು ಸಂಯೋಜನೆ ಮತ್ತು ಗುಣ ವಿವಿಧ ಉನ್ನತಿಗಳಲ್ಲಿ ವಿವಿಧವಾಗಿರುತ್ತವೆ: ಕೆಳ ಎತ್ತರಗಳಲ್ಲಿ ಭಾರ ಅನಿಲಾಣುಗಳು (ಔ2, ಓ2 ಇತ್ಯಾದಿ) ಮತ್ತೂ ಮೇಲೆ ಹೋದಂತೆ ಹಗುರ ಅನಿಲಪರಮಾಣುಗಳು (ಔ, ಓ ಇತ್ಯಾದಿ) ಇರುವುವು. ಭೂತಳದಿಂದ 100 ಕಿಮೀ ಎತ್ತರದ ವರೆಗಿನದನ್ನು ಮಧ್ಯವಾಯು ಮಂಡಲವೆಂದೂ ಅಲ್ಲಿಂದ ಮೇಲಿನದನ್ನು ಅಧಿವಾಯುಮಂಡಲವೆಂದೂ ಕರೆಯುವುದುಂಟು. ಇನ್ನು ಉಷ್ಣತೆ: ಭೂಮಟ್ಟದಿಂದ ಮಧ್ಯವಾಯು ಮಂಡಲದತ್ತ ಏರಿದಂತೆ ಮೊದಲು ಉಷ್ಣತೆ ಇಳಿಯುತ್ತದೆ, ಮತ್ತೆ ಏರುತ್ತದೆ, ಇನ್ನೊಮ್ಮೆ ಇದೇ ವಿದ್ಯಮಾನ ಪುನರಾವರ್ತಿಸುತ್ತದೆ. ಅಧಿವಾಯುಮಂಡಲ ದಲ್ಲಾದರೋ ಉಷ್ಣತೆ ಏಕಪ್ರಕಾರ ಏರುತ್ತದೆ. ಸು. 400 ಕಿಮೀ ಎತ್ತರದಲ್ಲಿ ಅದು 10000ಸೆ.

ಮಧ್ಯವಾಯುಮಂಡಲದಲ್ಲಿ ಆಗುವ ಉಷ್ಣತೆಯ ಏರಿಳಿತಗಳನ್ನು ಗಮನಿಸಿ ಮೂರು ಸ್ತರಗಳನ್ನು ಗುರುತಿಸಿದೆ: ಭೂಮಟ್ಟದಿಂದ ಸು. 20ಕಿಮೀ ವರೆಗೆ ಹವಾಗೋಳ (ಟ್ರೋಪೊಸ್ಫಿಯರ್), ಮುಂದಿನ 50ಕಿಮೀ ವರೆಗೆ ಸ್ತರಗೋಳ (ಸ್ಟ್ರಾಟೊಸ್ಫಿಯರ್), ತರುವಾಯ ಸು. 85 ಕಿಮೀ ವರೆಗೆ ಮಧ್ಯಗೋಳ (ಮಿಸೊಸ್ಫಿಯರ್). ಇವುಗಳಲ್ಲಿ ಉಷ್ಣತೆ ಅನುಕ್ರಮ ವಾಗಿ ಇಳಿದು, ಏರಿ, ಇಳಿದು ಏರುತ್ತದೆ. ಈ ಕೊನೆಯದು ಉಷ್ಣಗೋಳ (ಥರ್ಮೊಸ್ಫಿಯರ್). ಇದು ಅಧಿವಾಯುಮಂಡಲದ ಭಾಗವೂ ಹೌದು. ಮಧ್ಯವಾಯುಮಂಡಲದಲ್ಲಿಯ ಮೂರು ಸ್ತರಗಳ ನಡುವಿನ ಎಲ್ಲೆಗಳಿಗೆ ಆಯಾ ಗೋಳಗಳ ಅಂತ್ಯಗಳೆಂದು ಹೆಸರು. ಹೀಗೆ 20 ಕಿಮೀ ಎತ್ತರದಲ್ಲಿ ಹವಾಂತ್ಯ, 50 ಕಿಮೀಯಲ್ಲಿ ಸ್ತರಾಂತ್ಯ ಮತ್ತು 85 ಕಿಮೀಯಲ್ಲಿ ಮಧ್ಯಾಂತ್ಯ. ಈ ಅಂತ್ಯಗಳಲ್ಲಿ ಆಯಾ ಗೋಳದ ಸರಾಸರಿ ಉಷ್ಣತೆ 150 ಸೆ. ಎತ್ತರ ಏರಿದಂತೆ ಇದು ಪ್ರತಿ ಕಿಮೀಗೆ ಸುಮಾರು 6.50 ಸೆ ಇಳಿಯುತ್ತ ಹವಾಂತ್ಯದಲ್ಲಿ -600 ಸೆ ಆಗುವುದು. ಮುಂದಿನ ಸ್ತರಗೋಳ ದಲ್ಲಿ ಉಷ್ಣತೆ ಏರುತ್ತ ಸ್ತರಾಂತ್ಯದಲ್ಲಿ 00 ಸೆ ತಲಪುತ್ತದೆ. ವಾಯು ಮಂಡಲದಲ್ಲಿ ನಿಮ್ನತಮ ಉಷ್ಣತೆಯ ಪ್ರದೇಶ ಮಧ್ಯಾಂತ್ಯ. ಇಲ್ಲಿ ಅದು-900 ಸೆ. ವಾಯುಮಂಡಲದಲ್ಲಿಯ ಅನಿಲಗಳೂ ಇವುಗಳ ಸಾಂದ್ರತೆಗಳೂ ವಿವಿಧ ಉನ್ನತಿಗಳಲ್ಲಿ ವಿವಿಧವಾಗಿರುವುದರಿಂದ ಇವು ಆಪಾತ ಸೌರವಿಕಿರಣದಿಂದ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತ ತರಂಗಗಳು ವಿಭಿನ್ನವಾಗಿರುತ್ತವೆ. ಈ ಕಾರಣದಿಂದಾಗಿ ಬೇರೆ ಬೇರೆ ಸ್ತರಗಳಲ್ಲಿಯ ಉಷ್ಣತೆಗಳು ಬೇರೆ ಬೇರೆ ಇರುವುವು. ಅಧಿಕ ತೀಕ್ಷ್ಣ ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತ ಅಲೆಗಳನ್ನು ಹೀರಿದ ಅಣು ಪರಮಾಣುಗಳು ಅಯಾನೀಕರಣಗೊಳ್ಳುತ್ತವೆ. ಇಂಥವು ಜಮೆಯಾಗಿರುವ ವಲಯ ಅಯಾನ್‍ಗೋಳ. ಇದು ಸ್ವತಂತ್ರ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಯುಕ್ತವಾಗಿರುವುದರಿಂದ ವಿವಿಧ ಸ್ಥಳಗಳ ನಡುವೆ ರೇಡಿಯೊ ಸಂಪರ್ಕ ಸಾಧ್ಯವಾಗಿದೆ.

ಇನ್ನು ಈ ಗೋಳದಲ್ಲಿಯ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಸಾಂದ್ರತೆ ಏಕರೀತಿ ಇಲ್ಲವಾಗಿ ಇದರಲ್ಲಿ ಮೂರು ಮುಖ್ಯ ಸ್ತರಗಳನ್ನು ಗುರುತಿಸಿದೆ: 50-100 ಕಿಮೀ ಎತ್ತರದಲ್ಲಿ ಆ-ಸ್ತರ, 100-150 ಕಿಮೀ ಎತ್ತರದಲ್ಲಿ ಇ-ಸ್ತರ, ಮತ್ತು 150-ಸು. 450 ಕಿಮೀ ಎತ್ತರದಲ್ಲಿ ಈ-ಸ್ತರ. ಉನ್ನತಿಯೊಡನೆ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಸಾಂದ್ರತೆ ಏರುತ್ತದೆ. ಆ-ಸ್ತರದ ಆರಂಭದಲ್ಲಿ (50 ಕಿಮೀ) ಈ ಸಾಂದ್ರತೆ ಘನಸೆಂಟಿಮೀಟರಿಗೆ 10 ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳು, ಕೊನೆಯಲ್ಲಿ (100 ಕಿಮೀ) 100 ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳು. ಮುಂದಿನ ಕೆಲವು ಕಿಮೀಗಳಲ್ಲಿ ಸಾಂದ್ರತೆ ಕಡಿಮೆಯಾಗಿ ಮತ್ತೆ ಏರತೊಡಗುತ್ತದೆ. ಇ-ಸ್ತರದ ಕೊನೆಯಲ್ಲಿ (150 ಕಿಮೀ) ಅದು 10,000. ಅಲ್ಲಿಂದ ಮೇಲಿನ ಹತ್ತಾರು ಕಿಮೀಗಳಲ್ಲಿ ಅದು ಕಡಿಮೆಯಾಗಿ ಮತ್ತೆ ಏರಲಾರಂಭಿಸುತ್ತದೆ. ಹೀಗೆ ಈ-ಸ್ತರದ ಕೊನೆಯಲ್ಲಿ (450 ಕಿಮೀ) ಸಾಂದ್ರತೆ ಘನಸೆಂಮೀಗೆ 104-106. ಈ-ಸ್ತರದಲ್ಲಿ ಕೆಲವೊಮ್ಮೆ ಎರಡು ಸ್ತರಗಳು (ಈ-1 ಮತ್ತು ಈ-2) ಗೋಚರಿಸುತ್ತವೆ.

ಈ-ಸ್ತರದ ಮೇಲಕ್ಕೆ ಉನ್ನತಿಯೊಂದಿಗೆ ಸಾಂದ್ರತೆ ಇಳಿಯುತ್ತ ಸಾವಿರಾರು ಕಿಮೀ ಎತ್ತರದಲ್ಲಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಸಾಂದ್ರತೆ ಶೂನ್ಯವಾಗುತ್ತದೆ, ಅಯಾನೀಕಾರಕ ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತ ಅಲೆಗಳೂ ಅಯಾನೀಕರಣಗೊಳ್ಳುವ ಅನಿಲಗಳೂ ಜೊತೆಜೊತೆಯಾಗಿರುವಾಗ ಮಾತ್ರ ವಾಯುಮಂಡಲದಲ್ಲಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಮತ್ತು ಧನ ಅಯಾನ್‍ಗಳು ಉತ್ಪನ್ನವಾಗುವುದು. ಭೂಮಿ ಯಿಂದ ಅತ್ಯಧಿಕ ಉನ್ನತಿಯಲ್ಲಿ ಶಕ್ತಿಯುತ ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತ ತರಂಗಗಳು ಸಮೃದ್ಧವಾಗಿದ್ದರೂ ಅಯಾನೀಕರಣಗೊಳ್ಳಬಲ್ಲ ಅನಿಲಗಳೇ ಇರುವುದಿಲ್ಲ. ಹಾಗೆಯೇ ಭೂಮಿಗೆ ಸಮೀಪದಲ್ಲಿ ಅಂಥ ಅನಿಲಗಳು ಹೇರಳವಾಗಿದ್ದರೂ ಸಾಕಷ್ಟು ಅಲೆಗಳೇ ಒದಗುವುದಿಲ್ಲ. ಎಂದೇ ಸ್ವತಂತ್ರ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಯುಕ್ತ ಅಯಾನ್‍ಗೋಳ 50-ಸು 500 ಕಿಮೀಗೆ ಸೀಮಿತವಾಗಿದೆ. ಭೂಮಿಯಿಂದ 50 ಕಿಮೀ ಎತ್ತರದ ವಾಯುಮಂಡಲ ದಲ್ಲಿಯೂ ಅನಿಲಗಳ ಅಯಾನೀಕರಣ ಸ್ವಲ್ಪಮಟ್ಟಿಗೆ ಸದಾ ಜರಗುತ್ತಿರುವುದು. ಸೌರವಿಕಿರಣದಲ್ಲಿಯ, ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಎಕ್ಸ್‍ಕಿರಣಗಳು 50 ಕಿಮೀ ಮೇಲ್ಮಟ್ಟದ ವಾಯುಮಂಡಲದಲ್ಲಿ ಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಹೀರಲ್ಪಡುತ್ತವೆ. ಆದರೆ ವಿಶ್ವದ ಎಲ್ಲೆಡೆಗಳಿಂದ ಭೂಮಿಗೆ ಬರುವ ವಿಶ್ವಕಿರಣಗಳು (ಕಾಸ್ಮಿಕ್ ರೇಸ್) ಯಾವ ಅಡೆತಡೆಯೂ ಇಲ್ಲದೆ ತಳ ತಲಪುತ್ತವೆ. ಇವುಗಳ ಅತಿ ತೀಕ್ಷ್ಣತೆಯಿಂದಾಗಿ 50 ಕಿಮೀ ಎತ್ತರದಲ್ಲಿರುವ ನಿಮ್ನ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಅನಿಲಗಳು ಯಾವುವೂ ವಿಶ್ವಕಿರಣಗಳಿಂದ ಅಯಾನೀಕರಣ ಗೊಳ್ಳುವುದಿಲ್ಲ. ಅಲ್ಲಿಂದ ಕೆಳಗಿನ ವಾಯುಮಂಡಲದಲ್ಲಿರುವ ಅಧಿಕ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಅನಿಲಗಳು, ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಔ2, ಓ2ಗಳು ವಿಶ್ವಕಿರಣಗಳಿಂದ ಅಯಾನೀಕರಣಗೊಳ್ಳುತ್ತವೆ. ಈ ಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಉಂಟಾಗುವ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳು ಇಲ್ಲಿಯ ಪರಿಸರದಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚು ಕಾಲ ಸ್ವತಂತ್ರ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿರಲಾರವು. ಇವು ಸುತ್ತಲಿನ ಅನಿಲಗಳು ಮತ್ತು ವಾಯುಕಲಿಲಗಳಿಗೆ (ಏರೊಸಾಲ್) ಅಂಟಿಕೊಂಡು ಋಣ ಅಯಾನುಗಳಾಗಿ ಚಲಿಸುತ್ತವೆ. ಅನಿಲಗಳ ಅಯಾನೀಕರಣದಿಂದ ಉಂಟಾಗುವ ಧನ ಅಯಾನುಗಳೂ ಸುತ್ತಲಿನ ಅನಿಲಗಳು ಮತ್ತು ಏರೊಸಾಲ್‍ಗಳೊಂದಿಗೆ ಸೇರುತ್ತವೆ. ಈ ಎಲ್ಲ ಭೌತ ಮತ್ತು ರಾಸಾಯನಿಕ ಕ್ರಿಯೆಗಳಿಂದ ಉಂಟಾಗುವ ಸಂಕೀರ್ಣ, ಋಣ ಮತ್ತು ಧನ ಅಯಾನುಗಳೇ 50 ಕಿಮೀಗಿಂತ ಕೆಳಗಿರುವ ವಿದ್ಯುತ್‍ಕಣಗಳು.

ಸೂರ್ಯನಿಂದ ಬರುವ ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತ ಅಲೆಗಳಲ್ಲಿಯ ಎಕ್ಸ್‍ಕಿರಣಗಳು ಮತ್ತು ಅತಿ ನೇರಿಳೆ ಕಿರಣಗಳು ಭೂಮಿಯನ್ನು ತಲಪಿದರೆ, ಭೂಮಿಯ ಲ್ಲಿಯ ಸಸ್ಯ ಮತ್ತು ಪ್ರಾಣಿಗಳಿಗೆ ಹಾನಿ ಉಂಟಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ವಿಪತ್ಕಾರೀ ಕಿರಣಗಳು ಇಲ್ಲಿಗೆ ತಲಪದಂತೆ ನೋಡಿಕೊಂಡು, ಜೀವರಾಶಿಗಳನ್ನು ರಕ್ಷಿಸುವುದು ಭೂವಾಯುಮಂಡಲ. ಸುಮಾರು 50-500 ಕಿಮೀ ಎತ್ತರದಲ್ಲಿರುವ ಅನಿಲಗಳು, ಎಕ್ಸ್‍ಕಿರಣಗಳನ್ನು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ. ಸ್ತರಗೋಳದಲ್ಲಿಯ ಓಜೋನ್ ಅನಿಲ ಅತಿನೇರಿಳೆ ಕಿರಣಗಳನ್ನು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಹಾಗಾಗಿ ಸೂರ್ಯನಿಂದ ಹೊರಟ ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತ ಅಲೆಗಳಲ್ಲಿ ಭೂಮಿಯನ್ನು ತಲಪುವುದು ಬೆಳಕಿನ ಮತ್ತು ಉಷ್ಣದ ಅಲೆಗಳು ಮಾತ್ರ. ಇವುಗಳಿಂದಾಗಿ ಭೂಮಿಯ ಮೇಲಿನ ಸರಾಸರಿ ಉಷ್ಣತೆ ಜೀವಿಗಳ ಬೆಳೆವಣಿಗೆಗೆ ಅನುಕೂಲಕರವಾದ 150ಸೆ.

ಸ್ತರಗೋಳದಲ್ಲಿಯ ಓಜೋನ್ ಅನಿಲ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವುದಾದರೂ ಸೂರ್ಯನಿಂದ ಬರುವ ಅತಿನೇರಿಳೆ (ಅಲ್ಟ್ರಾವಯೊಲೆಟ್-ಯುವಿ) ಕಿರಣಗಳಿಂದ. ಈ ಓಜೋನ್ ಅನಿಲವೇ ಜೀವಿಗಳಿಗೆ ಮಾರಕವಾದ (ಬಯಲಾಜಿಕಲಿ ಹಾರ್ಮ್‍ಫುಲ್-ಬಿ) ಅತಿ ನೇರಿಳೆ ಕಿರಣ ಸಮೂಹದ ಯುವಿ-ಬಿ ಅಂಶವನ್ನು ಹೀರುವುದರಿಂದ ಭೂಮಿಯಲ್ಲಿಯ ಜೀವರಾಶಿ ಬೆಳೆದು ವೃದ್ಧಿಯಾಗುವುದು ಸಾಧ್ಯವಾಗಿದೆ. ಸೋಜಿಗದ ಸಂಗತಿ ಎಂದರೆ, ಓಜೋನ್ ಅನಿಲದ ಸುಳಿವೇ ಇಲ್ಲದಿದ್ದ ಭೂವಾಯುಮಂಡಲ ದಲ್ಲಿ, ಸು. 5 ಬಿಲಿಯನ್ (5x109) ವರ್ಷಗಳ ಹಿಂದೆ ಮೊದಲ ಏಕಾಣುಜೀವಿ ನೀರಿನಲ್ಲಿ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಯಿತು. ಅನಂತರದ ಸಾವಿರಾರು ವರ್ಷಗಳಲ್ಲಿ, ಹಂತ ಹಂತವಾಗಿ ವಿಕಾಸ ಹೊಂದಿದ ಜೀವಿಗಳು ವರ್ತಮಾನ ಮಟ್ಟ ತಲಪಿವೆ. ಜೀವಿವಿಕಾಸ ಹಂತ ಹಂತವಾಗಿ ಬೆಳೆದು ಬಂದಂತೆ ಭೂವಾತಾವರಣದಲ್ಲಿಯ ಓಜೋನ್ ಅನಿಲ ಪದರವೂ ಬೆಳೆದು, ಜೀವಿಗಳನ್ನು ಯುವಿ-ಬಿಯ ಅಪಾಯದಿಂದ ರಕ್ಷಿಸಿದೆ. ಈಗಿನ ಭೂ ವಾಯುಮಂಡಲದ ಘಟಕವಾಗಿರುವ ಸ್ತರಗೋಳದ ಓಜೋನ್ ನಾಶವಾದರೆ, ಭೂಮಿಯಲ್ಲಿಯ ಸಸ್ಯ ಮತ್ತು ಜೀವಿಗಳಿಗೆ ಹಾನಿಯಾಗುವ ಸಂಭವವಿದೆ. ಧ್ರುವ ಪ್ರದೇಶಗಳ ಸ್ತರಗೋಳದಲ್ಲಿ ಕಂಡುಬಂದಿರುವ ಓಜೋನ್ ರಂಧ್ರ (ಓಜೋನ್ ಹೋಲ್) ಭವಿಷ್ಯದ ವಿಪತ್ತನ್ನು ತೋರಿಸುವುದೆಂದು ವಿe್ಞÁನಿಗಳು ಹೇಳಿದ್ದಾರೆ.

ಸಮಗ್ರವಾಗಿ ಹೇಳುವುದಾದರೆ ವಾಯುಮಂಡಲ ನಮ್ಮ ಜೀವದಾತೃ. ಈ ಸೂಕ್ಷ್ಮವನ್ನು ನಾವು ಗ್ರಹಿಸಿ ತದನುಸಾರ ವಾಯುಮಂಡಲವನ್ನು ನಿರ್ಮಲವಾಗಿಡಲು ವಿಫಲರಾದರೆ ಅದೇ ನಮ್ಮ ಮರಣಕಾರಕವೂ ಆಗದಿರದು.

 (ಬಿ.ಎಸ್.ಎನ್.ಪಿ.)