বায়ুমণ্ডল হলো পৃথিবীর মতো কোনো মহাজাগতিক বস্তুকে ঘিরে থাকা গ্যাসের একটি স্তর, যা মহাকর্ষের দ্বারা স্থির থাকে। এটি সৌর অতিবেগুনি রশ্মি থেকে সুরক্ষা দেয়, তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ করে এবং উল্কাপিণ্ডকে বায়ুমণ্ডলে প্রবেশ করতে বাধা দেয়। বায়ুমণ্ডলের বর্তমান বৈশিষ্ট্যগুলো না থাকলে পৃথিবীতে প্রাণের অস্তিত্ব সম্ভব হতো না। তবে, বায়ুমণ্ডল কীভাবে গঠিত হয়, তা নিয়ে অনেকেই কৌতূহলী ।
এই কারণে, আমরা এই নিবন্ধটি উত্সর্গ করতে যাচ্ছি আপনাকে বায়ুমণ্ডলের গঠন সম্পর্কে বলার জন্য, কখন এটি তৈরি হয়েছিল এবং কীভাবে এটি গঠিত হয়েছিল।
বায়ুমণ্ডল গঠন
বায়ুমণ্ডল হলো আমাদের গ্রহকে ঘিরে থাকা গ্যাসীয় স্তর, এবং এর অস্তিত্ব পৃথিবীর মহাকর্ষীয় টানের কারণে সৃষ্টি হয়েছে। প্রায় ৪.৬ বিলিয়ন বছর আগে পৃথিবীর উৎপত্তির সাথে সাথে এর গঠন শুরু হয়েছিল । প্রথম ৫০০ মিলিয়ন বছর ধরে বায়ুমণ্ডলের বিবর্তন শুরু হয়; আমাদের নবীন গ্রহের অভ্যন্তরভাগ অভিযোজিত হতে থাকায়, নির্গত বাষ্প এবং গ্যাসের কারণে এটি অস্বাভাবিকভাবে ঘন হয়ে ওঠে। বায়ুমণ্ডল গঠনকারী গ্যাসগুলোর মধ্যে রয়েছে হাইড্রোজেন (H2), জলীয় বাষ্প, মিথেন (CH4), হিলিয়াম (He) এবং কার্বন অক্সাইড। এটি একটি আদিম বায়ুমণ্ডল, কারণ ২০০ মিলিয়ন বছর আগে একটি সম্পূর্ণ বায়ুমণ্ডলের অস্তিত্ব থাকা সম্ভব ছিল না। সেই সময়ে পৃথিবী তখনও অনেক বেশি গরম ছিল, যা হালকা গ্যাসগুলোকে নির্গত হতে উৎসাহিত করেছিল।
পৃথিবীর মাধ্যাকর্ষণ শক্তি আজকের তুলনায় কিছুটা দুর্বল ছিল, যার ফলে এটি তার বায়ুমণ্ডলে অণু ধরে রাখতে পারত না; চৌম্বকমণ্ডল তখনও গঠিত হয়নি এবং সৌর বায়ু সরাসরি ভূপৃষ্ঠে প্রবাহিত হতো। এই সবকিছুর ফলে আদি বায়ুমণ্ডলের বেশিরভাগ অংশ মহাকাশে বিলীন হয়ে যায়।
আমাদের গ্রহ তার তাপমাত্রা, আকার এবং গড় ভরের কারণে হাইড্রোজেন ও হিলিয়ামের মতো খুব হালকা গ্যাস ধরে রাখতে পারে না, যা সৌর বায়ুর দ্বারা বাহিত হয়ে মহাকাশে উড়ে যায়। এমনকি পৃথিবীর বর্তমান ভর দিয়েও হিলিয়াম ও হাইড্রোজেনের মতো গ্যাস ধরে রাখা অসম্ভব, যা বৃহস্পতি ও শনির মতো গ্যাস-সমৃদ্ধ বায়ুমণ্ডলযুক্ত বৃহত্তর গ্রহগুলিতে ঘটে থাকে। যে শিলাগুলো দিয়ে আমাদের গ্রহ গঠিত হয়েছিল, সেগুলো প্রায় ৪ বিলিয়ন বছর আগে পর্যন্ত দীর্ঘ সময় ধরে ক্রমাগত নতুন গ্যাস ও জলীয় বাষ্প নির্গত করতে থাকে, যখন বায়ুমণ্ডল কার্বন ডাইঅক্সাইড (CO2), কার্বন মনোক্সাইড (CO), জল (H2O), নাইট্রোজেন (N2) এবং হাইড্রোজেন (H)-এর অণু দ্বারা গঠিত হতে শুরু করে।
উৎস
এই যৌগগুলির উপস্থিতি এবং পৃথিবীর তাপমাত্রা ১০০° সেলসিয়াসের নিচে নেমে আসার ফলে জলমণ্ডলের সৃষ্টি হয়, যা প্রায় ৪ বিলিয়ন বছর আগে গঠিত হতে শুরু করেছিল।
বছরের পর বছর ধরে জলীয় বাষ্পের ঘনীভবনের ফলে প্রচুর পরিমাণে জলের সৃষ্টি হয়, যা অধঃক্ষেপণ প্রক্রিয়াকে সম্ভব করে তোলে। জলের উপস্থিতি সালফার ডাইঅক্সাইড, হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিড এবং কার্বন ডাইঅক্সাইডের মতো গ্যাসের দ্রবণ, অ্যাসিডের গঠন এবং লিথোস্ফিয়ারের সাথে তাদের বিক্রিয়াকে উৎসাহিত করে, যার ফলে একটি বিজারক বায়ুমণ্ডল তৈরি হয়। মিথেন এবং অ্যামোনিয়ার মতো গ্যাসও উপস্থিত থাকে। ১৯৫০-এর দশকে, আমেরিকান গবেষক স্ট্যানলি মিলার একটি ক্লাসিক পরীক্ষা ডিজাইন করেন এটি দেখানোর জন্য যে, একটি বাহ্যিক শক্তির উৎস—বিশেষত বৈদ্যুতিক নিঃসরণ—প্রয়োগের মাধ্যমে এই পরিবেশে অ্যামিনো অ্যাসিডের একটি মিশ্রণ পাওয়া যেতে পারে।
এর মাধ্যমে, সেই আদিম বায়ুমণ্ডলীয় পরিস্থিতি পুনরায় তৈরি করাই লক্ষ্য, যা প্রাণের উদ্ভব ঘটাতে পারত। এটা সাধারণভাবে স্বীকৃত যে, আমাদের জানা মতে প্রাণের জন্য তিনটি ন্যূনতম শর্ত রয়েছে: অক্সিজেন ও হাইড্রোজেনের মতো উপাদানে সমৃদ্ধ একটি স্থিতিশীল বায়ুমণ্ডল, বাহ্যিক শক্তির একটি স্থায়ী উৎস এবং তরল জল। আমরা যেমন দেখেছি, প্রাণের জন্য প্রয়োজনীয় শর্তগুলো প্রায় প্রতিষ্ঠিত। তবে, মুক্ত অক্সিজেন ছাড়া প্রাণের উদ্ভব হতে আরও লক্ষ লক্ষ বছর সময় লাগতে পারে । ইউরেনিয়াম এবং লোহার মতো উপাদানে অল্প পরিমাণে থাকা শিলাস্তরগুলো একটি অবায়বীয় বায়ুমণ্ডলের প্রমাণ। অতএব, এই উপাদানগুলো মধ্য-প্রিক্যামব্রিয়ান যুগের বা অন্তত ৩০০ কোটি বছর পরের শিলায় পাওয়া যায় না।
অক্সিজেনের গুরুত্ব
আমাদের মতো জীবের জন্য সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ বায়ুমণ্ডলীয় প্রক্রিয়া হলো অক্সিজেনের গঠন। সরাসরি রাসায়নিক প্রক্রিয়া কিংবা আগ্নেয়গিরির কার্যকলাপের মতো ভূতাত্ত্বিক প্রক্রিয়ার মাধ্যমে অক্সিজেন উৎপন্ন হয় না। তাই মনে করা হয় যে, দেড়শ কোটি বছর আগে জলমণ্ডল (হাইড্রোস্ফিয়ার), একটি স্থিতিশীল বায়ুমণ্ডল এবং সৌরশক্তি সমুদ্রে প্রোটিন গঠন এবং অ্যামিনো অ্যাসিডের ঘনীভবন ও নিউক্লিক অ্যাসিড (যা জিনগত সংকেতের বাহক) সংশ্লেষণের জন্য পরিস্থিতি তৈরি করেছিল । পরবর্তীতে, সমুদ্রে এককোষী অবায়বীয় জীবের আবির্ভাব ঘটে। মাত্র একশ কোটি বছর আগে, সায়ানোব্যাকটেরিয়া নামক জলজ জীবেরা অণু ভাঙার জন্য সৌরশক্তি ব্যবহার করতে শুরু করে।
জল (H2O) এবং কার্বন ডাই অক্সাইড (CO2) পুনরায় মিলিত হয়ে জৈব যৌগ এবং মুক্ত অক্সিজেন (O2) তৈরি করে। অর্থাৎ, যখন হাইড্রোজেন এবং অক্সিজেনের মধ্যেকার রাসায়নিক বন্ধন ভেঙে যায়, তখন অক্সিজেন পরিবেশে নির্গত হয়। সালোকসংশ্লেষণের মাধ্যমে উৎপন্ন অক্সিজেন জৈব কার্বনের সাথে মিলিত হয়ে CO2 অণু গঠন করে । আণবিক বিয়োজনের মাধ্যমে সৌরশক্তিকে মুক্ত অক্সিজেনে রূপান্তরিত করার প্রক্রিয়াকে সালোকসংশ্লেষণ বলা হয় এবং এটি শুধুমাত্র উদ্ভিদে ঘটে, যদিও এটি আজকের পৃথিবীর বায়ুমণ্ডল গঠনের দিকে একটি বিশাল পদক্ষেপ। এটি অবায়বীয় জীবদের জন্য একটি বড় বিপর্যয়, কারণ বায়ুমণ্ডলে অক্সিজেন বাড়লে CO2 কমে যায়।
বায়ুমণ্ডল এবং গ্যাসের গঠন
সেই সময়ে, বায়ুমণ্ডলের কিছু অক্সিজেন অণু সূর্যের অতিবেগুনি রশ্মি থেকে শক্তি শোষণ করে বিভক্ত হয়ে স্বতন্ত্র অক্সিজেন পরমাণুতে পরিণত হয়। এই পরমাণুগুলো অবশিষ্ট অক্সিজেনের সাথে মিলিত হয়ে ওজোন অণু (O3) গঠন করে, যা সূর্যের অতিবেগুনি রশ্মি শোষণ করে। ৪০০ কোটি বছর ধরে, অতিবেগুনি রশ্মি আটকাতে ওজোনের পরিমাণ অপর্যাপ্ত ছিল, যা সমুদ্রের বাইরে প্রাণের অস্তিত্বকে বাধা দিচ্ছিল। প্রায় ৬০ কোটি বছর আগে, সামুদ্রিক প্রাণের কল্যাণে, পৃথিবীর বায়ুমণ্ডলে ওজোনের মাত্রা ক্ষতিকর অতিবেগুনি রশ্মি শোষণ করার মতো যথেষ্ট পরিমাণে বৃদ্ধি পায়, যার ফলে স্থলে প্রাণের উদ্ভব ঘটে। এই সময়ে, অক্সিজেনের মাত্রা ছিল এর বর্তমান মানের প্রায় ১০%। তাই, এর আগে প্রাণ কেবল সমুদ্রেই সীমাবদ্ধ ছিল। কিন্তু, ওজোনের উপস্থিতির কারণে সামুদ্রিক জীবেরা স্থলে চলে আসতে বাধ্য হয়।
পৃথিবীর বিভিন্ন ঘটনার সাথে বায়ুমণ্ডলের অবিরাম মিথস্ক্রিয়া চলতে থাকে, যতক্ষণ না এটি তার বর্তমান ৯৯ শতাংশ হাইড্রোজেন, অক্সিজেন এবং আর্গনের গঠনে পৌঁছায়। বর্তমানে, বায়ুমণ্ডল কেবল মহাকাশে সংঘটিত বিভিন্ন ভৌত ঘটনা থেকে সুরক্ষা প্রদান করে না, বরং পৃথিবীর বিবর্তন ও ঘটনাবলীর সাথে জড়িত তাপগতিবিদ্যা, রাসায়নিক এবং জৈবিক প্রক্রিয়াগুলোর এক অসাধারণ নিয়ন্ত্রক হিসেবেও কাজ করে, যা ছাড়া আমরা যেভাবে জীবনকে জানি তার অস্তিত্ব থাকত না । সমুদ্রের তাপমাত্রার এই অবিরাম মিথস্ক্রিয়া, সূর্যের ক্ষতিকর রশ্মি থেকে ওজোন স্তরের সুরক্ষা এবং তুলনামূলকভাবে শান্ত জলবায়ু জীবনের বিবর্তনকে অব্যাহত রাখতে সাহায্য করেছে।
আমি আশা করি যে এই তথ্যের সাহায্যে আপনি বায়ুমণ্ডল গঠন এবং এটি কীভাবে সম্পাদিত হয়েছিল সে সম্পর্কে আরও জানতে পারবেন।
