प्रशांत महासागर के गहरे समुद्र में खनन क्षेत्र में 11,662 नए वायरस मिले, छिपे जीवन का खुलासा

खनन क्षेत्र के नीचे वायरस का विशाल समुदाय

प्रशांत महासागर के क्लैरियन-क्लिपरटन ज़ोन के तलछट का अध्ययन कर रहे वैज्ञानिकों ने 11,742 अलग-अलग वायरस पहचाने हैं। इनमें 11,662 ऐसी किस्में हैं जिनका पहले कोई रिकॉर्ड नहीं था। यह वही क्षेत्र है जहां समुद्र तल से धातुएं निकालने की इच्छुक कंपनियों की गहरी दिलचस्पी है। नए पहचाने गए वायरस कुल संख्या के 99% से अधिक हैं। इससे पारिस्थितिकी तंत्र का एक ऐसा हिस्सा सामने आया है जिसका अब तक बहुत कम दस्तावेजीकरण हुआ है और जिसे खनन से नुकसान पहुंच सकता है।

नेचर कम्युनिकेशंस में प्रकाशित इस शोध में चोंगकिंग विश्वविद्यालय के बोवेन होउ और लिलान झांग तथा चीन के सेकंड इंस्टीट्यूट ऑफ ओशनोग्राफी के डोंग सुंग शामिल थे। उनकी टीम ने 2023 और 2024 में हवाई और मेक्सिको के बीच के क्षेत्र से जुटाए गए तलछट के 60 से अधिक नमूनों की जांच की। यहां समुद्र की गहराई करीब 6,000 मीटर है।

ऐसा लगता है कि इनमें से अधिकांश वायरस बैक्टीरिया और आर्किया को संक्रमित करने के अनुकूल हैं। ये सूक्ष्मजीवों के दो ऐसे समूह हैं जो समुद्र तल में पोषक तत्वों के पुनर्चक्रण में मदद करते हैं। ये निष्कर्ष एक दूरस्थ पारिस्थितिकी तंत्र की कार्यप्रणाली से जुड़े हैं; मानव स्वास्थ्य को सीधा खतरा होने के संकेत बहुत कम हैं।

यह खोज ऐसे समय हुई है जब शोधकर्ता दो परस्पर जुड़ी समस्याओं की पड़ताल कर रहे हैं: खनन से समुद्र तल के सूक्ष्मजीव समुदायों में क्या बदलाव आ सकता है, और क्या संरक्षित क्षेत्र क्षतिग्रस्त आवासों को उबरने में मदद कर सकते हैं। कंप्यूटर मॉडलिंग के एक अलग अध्ययन से संकेत मिलता है कि क्षेत्र के 13 संरक्षित इलाकों के बीच पशुओं के लार्वा का आदान-प्रदान बहुत कम होता है। वहीं, एक यूरोपीय अभियान 2021 में खनन उपकरण के परीक्षण से हुए नुकसान की जांच कर रहा है।

ये सभी जांच मिलकर संरक्षण की एक कठिन चुनौती को ठोस आंकड़ों में सामने रखती हैं। वैज्ञानिक अब भी खनन क्षेत्र में रहने वाले जीवों की पहचान कर रहे हैं, जबकि सरकारें और कंपनियां ऐसी गतिविधियों पर विचार कर रही हैं जिनसे उनका आवास हट जाएगा और आसपास का तलछट भी अस्त-व्यस्त होगा।

शोधकर्ताओं ने छिपे वायरस कैसे खोजे

चीनी शोध दल ने दोनों वर्षों में जुटाए गए तलछट के नमूनों से डीएनए और आरएनए निकाले। ये अणु आनुवंशिक जानकारी लेकर चलते हैं। दल ने मेटाजीनोमिक सीक्वेंसिंग का इस्तेमाल किया। यह ऐसी विधि है जिसमें मिश्रित पर्यावरणीय नमूने की आनुवंशिक सामग्री पढ़ी जाती है, और हर जीव को प्रयोगशाला में अलग से विकसित करने की जरूरत नहीं होती।

इस तरीके से वैज्ञानिक थोड़ी-सी मिट्टी में एक साथ कई वायरसों के आनुवंशिक संकेत खोज सकते हैं। फिर मौजूदा सीक्वेंस से उनकी तुलना करके अलग-अलग वायरस समूहों की पहचान की जा सकती है और यह जांचा जा सकता है कि वे किन जीवों को संक्रमित कर सकते हैं।

अध्ययन में पहचाने गए प्रोटीन समूहों में से केवल करीब 4% का मिलान वैश्विक डेटाबेस में मौजूद जानकारी से हुआ। प्रोटीन कोशिकाओं और वायरसों के भीतर कई काम करते हैं। शोधकर्ता साझा कार्यों या विकासवादी संबंधों के संकेत खोजने के लिए मिलते-जुलते प्रोटीनों को समूहों में रखते हैं। मिलान की कम दर बताती है कि गहरे समुद्र की इस आनुवंशिक विविधता का कितना कम हिस्सा सूचीबद्ध हुआ है।

सुर्खियों में आए दोनों प्रतिशत अलग-अलग माप बताते हैं। 99% से अधिक उन वायरसों का अनुपात है जिनका पहले कोई रिकॉर्ड नहीं था; करीब 4% प्रोटीन समूहों और डेटाबेस प्रविष्टियों के बीच मिले मेल का अनुपात है। दोनों आंकड़े ऐसे समुदाय की ओर इशारा करते हैं जिसे मौजूदा वैज्ञानिक अभिलेखों में बहुत कम जगह मिली है।

समुद्र तल में इन वायरसों की भूमिका

बैक्टीरिया और आर्किया रासायनिक अभिक्रियाओं के जरिए गहरे समुद्र के तलछट में कार्बन, नाइट्रोजन, फॉस्फोरस, सल्फर और धातुओं का संचरण करते हैं। सूर्य के प्रकाश से दूर इस जगह में ये अभिक्रियाएं स्थानीय खाद्य-जाल को बनाए रखने और यह तय करने में मदद करती हैं कि पदार्थ जमा होंगे या बाहर निकलेंगे।

वायरस सूक्ष्मजीवों को संक्रमित करके इन प्रक्रियाओं को प्रभावित करते हैं। कुछ वायरसों में सहायक चयापचय जीन होते हैं, यानी ऐसे आनुवंशिक निर्देश जो संक्रमित कोशिका के पोषक तत्वों को संसाधित करने या आसपास की परिस्थितियों से निपटने के तरीके को बदल सकते हैं। टीम को ऐसे आनुवंशिक संकेत मिले जिनसे लगता है कि नोड्यूल क्षेत्रों के वायरस सूक्ष्मजीवों के चयापचय को प्रभावित कर सकते हैं, जिनमें धातुओं के तनाव के प्रति संभावित प्रतिक्रियाएं भी शामिल हैं।

इन कार्यों की पुष्टि के लिए अभी और जांच जरूरी है। आनुवंशिक सीक्वेंस संभावित गतिविधियों की पहचान का तरीका देते हैं; यह स्थापित करने के लिए कि समुद्र तल पर ये गतिविधियां कैसे काम करती हैं, जीवित समुदायों का मापन करना होगा।

शोधकर्ताओं ने नेचर कम्युनिकेशंस में अपने सर्वेक्षण का उद्देश्य इस तरह बताया:

भविष्य के पर्यावरणीय प्रभाव आकलनों के लिए सूक्ष्मजीव पारिस्थितिकी तंत्र की खनन-पूर्व महत्वपूर्ण आधाररेखा।

आधाररेखा किसी गतिविधि के शुरू होने से पहले की परिस्थितियों का रिकॉर्ड होती है। यहां यह भविष्य के सर्वेक्षणों को वायरस समुदायों, उनके मेजबानों और उनके सहारे चलने वाली रासायनिक प्रक्रियाओं में बदलाव दर्ज करने के लिए शुरुआती बिंदु देती है।

इसी समुद्र तल में खनिकों की दिलचस्पी क्यों है

क्लैरियन-क्लिपरटन ज़ोन में बहुधात्विक नोड्यूल का दुनिया का सबसे बड़ा ज्ञात भंडार है। इन गांठों में मैंगनीज, निकेल, कोबाल्ट और अन्य धातुएं होती हैं, जिनकी इलेक्ट्रॉनिक्स और बैटरियों समेत औद्योगिक उपयोगों के लिए मांग है।

वायरस शोध के साथ दिए गए आंकड़ों के अनुसार, अंतरराष्ट्रीय समुद्र तल प्राधिकरण ने गहरे समुद्र में खनिजों की खोज के लिए 31 अनुबंध दिए हैं। इनमें से 17 क्लैरियन-क्लिपरटन ज़ोन में हैं, जिनमें पांच चीन के पास हैं। खोज के अनुबंध से भंडारों और पर्यावरणीय स्थितियों की जांच की जा सकती है; व्यावसायिक स्तर पर खनन के लिए एक अलग नियामक प्रक्रिया जरूरी है।

नोड्यूल समुद्र तल पर कठोर सतहें भी देते हैं, जहां अन्यथा महीन कीचड़ का प्रभुत्व है। जीव इनसे चिपकते हैं और इनमें से कुछ जीव दूसरों को आश्रय देते हैं। इसलिए नोड्यूल हटाने से खनिज पदार्थ के साथ-साथ जीवों का आवास भी खत्म होता है।

जीओमार हेल्महोल्ट्स सेंटर फॉर ओशन रिसर्च की जैव-भू-रसायनविद् और खनन के प्रभावों की जांच कर रहे सोन्ने अभियान की मुख्य वैज्ञानिक डॉ. मैथियास हेकेल ने इनमें रहने वाले जीवों के बारे में बताया:

आमतौर पर, हमें हर नोड्यूल पर दो से तीन छोटे जीव मिलते हैं,

नोड्यूल बेहद धीमी गति से बढ़ते हैं। हेकेल के अभियान विवरण में उनकी वृद्धि दर करीब दस लाख साल में एक से दो मिलीमीटर बताई गई है। अलग-अलग प्रकार के नोड्यूल और स्थानों पर दरें बदलती हैं, लेकिन इन आवासों को दोबारा बनने में भूवैज्ञानिक समय लगता है, जो किसी खनन परियोजना की अवधि से कहीं अधिक है।

गड़बड़ी का असर खनन मशीनों के रास्तों से आगे तक पहुंच सकता है

खनन वाहन नोड्यूल हटाएंगे और सतह के तलछट को उलट-पुलट करेंगे। महीन कण पानी में ऊपर उठकर बह सकते हैं और फिर दोबारा जमकर मशीन के सीधे रास्ते से बाहर के जीवों को ढक सकते हैं। नोड्यूल से जुड़े जीवों के पास बच निकलने का बहुत कम मौका होता है।

हेकेल ने बताया कि जमने वाला यह पदार्थ अलग-अलग जीवों को कैसे प्रभावित कर सकता है:

कुछ जीव खुद को साफ कर सकते हैं, दूसरे नहीं। पानी से भोजन छानने वाले जीव भी प्रभावित होने की बहुत अधिक आशंका है,

वायरस अध्ययन दिखाई देने वाले जीवों के नीचे मौजूद गड़बड़ी की एक और परत की ओर ध्यान दिलाता है। तलछट के खिसकने से वायरस और उनके मेजबान कहां रहते हैं, वे एक-दूसरे के संपर्क में कैसे आते हैं और सूक्ष्मजीव समुदाय पोषक तत्वों और धातुओं को कैसे संसाधित करते हैं, यह बदल सकता है। लेखकों ने पहले के जिन गड़बड़ी प्रयोगों का उल्लेख किया, उनमें नोड्यूल क्षेत्र के तलछट पर दशकों तक असर पाया गया था।

टीम ने आंशिक सुधार के एक संभावित स्रोत की भी पहचान की: गहरे और सतही तलछट में साझा वायरस आबादियां और आनुवंशिक कार्य। गहरे हिस्सों के समुदाय गड़बड़ी के बाद कुछ सतही समुदायों के पुनर्निर्माण में मदद कर सकते हैं। इस योगदान का दायरा और इन वायरसों तथा उनके मेजबानों पर खनन का असर अभी अज्ञात है।

2021 के खनन परीक्षण स्थल पर वापसी

शोध पोत सोन्ने का एसओ322 अभियान क्लैरियन-क्लिपरटन ज़ोन के उस स्थल की जांच कर रहा है जहां बेल्जियम की कंपनी ग्लोबल सी मिनरल रिसोर्सेज ने वसंत 2021 में दूर से संचालित खनन मशीन का परीक्षण किया था। यह परीक्षण 4,000 मीटर से अधिक गहराई पर हुआ था।

74 घंटों में मशीन ने करीब 32 किलोमीटर की दूरी तय की और 54,000 वर्ग मीटर में फैले क्षेत्र से नोड्यूल जुटाए। यह 5.4 हेक्टेयर का क्षेत्र है, जो शोधकर्ताओं को मशीन के निशानों और परीक्षण से प्रभावित आसपास के तलछट, दोनों की जांच करने के लिए पर्याप्त बड़ा है।

इस अभियान में सात यूरोपीय देशों के 17 संस्थानों से 39 शोधकर्ता शामिल हैं। उनके उपकरणों में दूर से संचालित वाहन कील 6000, स्वायत्त पानी के भीतर चलने वाला वाहन एबीस, समुद्र तल पर लगाए गए उपकरण और तलछट के नमूने लेने वाले यंत्र शामिल हैं। यह काम माइनिंगइम्पैक्ट का हिस्सा है, जो 2015 से संभावित खनन प्रभावों का अध्ययन कर रहा है।

वैज्ञानिक समुद्र तल और पानी के भीतर के आवासों की जांच करेंगे, यह आकलन करेंगे कि तलछट के बादल का असर कितने समय तक रहता है और यह भी देखेंगे कि हटाए गए नोड्यूल की जगह कृत्रिम कठोर सतहें जीवों को फिर से बसने में मदद कर सकती हैं या नहीं।

हेकेल ने पहचान के बाकी काम का पैमाना बताया:

क्लैरियन-क्लिपरटन ज़ोन की कई प्रजातियां बेहद दुर्लभ हैं; अब तक हमारे नमूने में मिली करीब 90% प्रजातियों की पहचान नहीं हुई है और उनका कोई नाम नहीं है। यह भी किसी को नहीं पता कि कितनी प्रजातियों की खोज अभी बाकी है,

यह अनुमान अभियान के शोधकर्ताओं द्वारा लिए गए नमूनों में मिली प्रजातियों से जुड़ा है, जबकि वायरस अध्ययन का 99% आंकड़ा उसके तलछट सर्वेक्षण में दर्ज किए गए नए वायरसों से संबंधित है। दोनों आंकड़े क्षेत्र की कम दर्ज की गई जैव विविधता के अलग-अलग पहलुओं को मापते हैं।

संरक्षित क्षेत्रों के बीच आवाजाही के रास्ते बहुत कम हैं

मॉली केंडल जेम्स और उनके सहयोगियों के नेतृत्व में हुए एक अध्ययन ने जांच की कि क्या क्लैरियन-क्लिपरटन ज़ोन के 13 विशेष पर्यावरणीय महत्व वाले क्षेत्र आपस में जुड़े संरक्षण नेटवर्क की तरह काम करते हैं। यह अध्ययन नेचर इकोलॉजी एंड इवोल्यूशन में प्रकाशित हुआ।

समुद्र तल के कई जीवों का जीवन लार्वा के रूप में शुरू होता है, जिन्हें समुद्री धाराएं बहाकर ले जाती हैं। अगर लार्वा संरक्षित क्षेत्रों के बीच जा सकें, तो आबादियां अपने जीन साझा कर सकती हैं और दूसरी जगहों पर नए जीव पहुंचा सकती हैं। शोधकर्ताओं ने समुद्र की धाराओं के आंकड़ों और हर सिमुलेशन में 6.8 करोड़ से अधिक आभासी कणों की मदद से इस आवाजाही का मॉडल बनाया।

इन कणों ने समुद्र तल के पास 19, 35 या 69 दिनों तक बहने वाले लार्वा का प्रतिनिधित्व किया। सिमुलेशन में 2019 और 2023 के जनवरी तथा जुलाई के हालात शामिल थे। सबसे लंबी अवधि में भी यात्रा की औसत दूरी 100 किलोमीटर से कम रही, जबकि संरक्षित क्षेत्रों के बीच की दूरी करीब 200 से 800 किलोमीटर थी।

संभावित 156 सीधे संपर्कों में से केवल पांच में ही संरक्षित क्षेत्रों के बीच कोई आवाजाही दिखाई दी। एक संरक्षित क्षेत्र से छोड़े गए सिमुलेटेड लार्वा में से 0.02% से भी कम दूसरे संरक्षित क्षेत्र तक पहुंचे और क्षेत्रों के बीच 99% से अधिक आवाजाही सिर्फ तीन रास्तों से हुई।

मॉडल में लार्वा को समुद्र तल से करीब 10 मीटर के भीतर रखा गया। इस क्षेत्र में लार्वा के वास्तविक जीवनकाल के बारे में बहुत कम जानकारी है और अलग धाराओं तक पहुंचने के लिए अधिक ऊंचाई पर तैरने से उनकी यात्रा बदल सकती है। ये नतीजे उन्हीं खास परिस्थितियों में अपेक्षित संपर्कों का विवरण देते हैं और योजनाकारों को जांचने योग्य शुरुआती आधार देते हैं।

सुधार कहां से आ सकता है

मॉडल में खनन क्षेत्रों तक पहुंचने वाले लार्वा में से 76% खनन क्षेत्रों के भीतर से, 19% खनन क्षेत्रों के बाहर के असंरक्षित इलाकों से और केवल 5% संरक्षित नेटवर्क से आए। इस तरह, गड़बड़ी से पहले सिमुलेशन में नए लार्वा की आपूर्ति का बड़ा हिस्सा स्थानीय आबादियों से हुआ।

इसके बाद शोधकर्ताओं ने ऐसी स्थिति का परीक्षण किया जिसमें खनन क्षेत्रों से लार्वा की आपूर्ति बंद हो गई। खनन क्षेत्रों से बाहर के असंरक्षित इलाकों ने बाकी लार्वा में से 81% और संरक्षित क्षेत्रों ने 19% की आपूर्ति की। यह बदलाव दिखाता है कि तयशुदा संरक्षित क्षेत्रों के बाहर का आवास सुधार में बड़ी भूमिका निभा सकता है।

टीम ने प्रस्तावित गलियारों की 53 ऐसी कोशिकाओं की पहचान की, जिनमें से हर एक 100 गुणा 100 किलोमीटर की है और जो बीच के आवासों के जरिए मौजूदा संरक्षित क्षेत्रों को जोड़ सकती हैं। इनका कुल क्षेत्रफल 5,30,000 वर्ग किलोमीटर होगा।

इन कोशिकाओं को संरक्षित करने से मॉडल में 151 अप्रत्यक्ष रास्ते बने और संरक्षित क्षेत्रों के बीच आवाजाही 406 गुना बढ़ी। संरक्षित क्षेत्रों से छोड़े गए कणों में से किसी दूसरे संरक्षित क्षेत्र तक पहुंचने का अनुपात करीब 5,556 में एक से बढ़कर 14 में एक हो गया।

प्रस्तावित गलियारे के क्षेत्र का केवल 11% हिस्सा मौजूदा अनुबंध क्षेत्रों से मेल खाता था। गड़बड़ी वाले परिदृश्य में विस्तारित संरक्षित नेटवर्क ने खनन क्षेत्रों में बची हुई नई बसावट का 36% हिस्सा दिया, जबकि मौजूदा व्यवस्था के तहत यह 19% था।

मॉडल में लार्वा के स्रोतों के खत्म होने की जांच की गई। खनन सीमाओं से बाहर तक फैलने वाले तलछट के बादलों, शोर और अन्य प्रभावों का अलग आकलन जरूरी होगा। इस मॉडल का व्यावहारिक योगदान उन जगहों की पहचान करना है जहां अतिरिक्त आवास संरक्षित करने से आबादियों के बीच आवाजाही के रास्ते बेहतर हो सकते हैं।

सर्वेक्षण जारी हैं, फैसले करीब आ रहे हैं

अब उपलब्ध प्रमाणों में आनुवंशिक सर्वेक्षण, समुद्री धाराओं के मॉडल और खनन परीक्षण स्थल की प्रत्यक्ष जांच शामिल हैं। इनमें से हर जांच एक ही फैसले के अलग पहलू पर गौर करती है: क्या खो सकता है, गड़बड़ी कैसे फैलती है और सुधार कहां से शुरू हो सकता है।

मुख्य घटनाएं और घोषित अगले कदम:

• 2015: गहरे समुद्र में संभावित खनन के पर्यावरणीय प्रभावों का अध्ययन करने के लिए माइनिंगइम्पैक्ट शुरू हुआ।
• वसंत 2021: ग्लोबल सी मिनरल रिसोर्सेज ने क्लैरियन-क्लिपरटन ज़ोन में अपनी खनन मशीन का परीक्षण किया।
• 2023 और 2024: शोधकर्ताओं ने वायरस सर्वेक्षण में इस्तेमाल किए गए तलछट के नमूने जुटाए।
• एसओ322 अभियान: वैज्ञानिक 2021 के परीक्षण के दीर्घकालीन असर और जीवों के फिर से बसने के संभावित रास्तों की जांच कर रहे हैं।
• 19 नवंबर, 2026: घोषित योजना के मुताबिक अमेरिकी समोआ के तट से दूर समुद्र तल के लिए अमेरिका की दो पट्टा बिक्री निर्धारित है।

अमेरिकी समोआ का प्रस्ताव, क्लैरियन-क्लिपरटन ज़ोन से अलग प्रशांत क्षेत्र से संबंधित है। प्रस्तावित दोनों पट्टा क्षेत्र कुल मिलाकर 3.1 करोड़ एकड़ से अधिक में फैले हैं और रोज़ एटोल मरीन नेशनल मॉन्यूमेंट के पास हैं। गवर्नर पुलालीई निकोलाओ पुला ने क्षेत्र के जलक्षेत्र में व्यावसायिक खनन का विरोध किया है।

अमेरिकी प्रस्ताव उस व्यापक दबाव को दिखाता है जिसके तहत पारिस्थितिकी संबंधी जांच जारी रहने के दौरान प्रशांत महासागर के समुद्र तल के भंडारों को खनन के लिए खोलने की कोशिश हो रही है। क्लैरियन-क्लिपरटन ज़ोन में वायरसों की नई सूची पर्यावरणीय आकलन के लिए एक ठोस साधन देती है: अब शोधकर्ता हजारों ऐसे वायरस समूहों में बदलाव तलाश सकते हैं जिनका पहले कोई रिकॉर्ड नहीं था। साथ ही वे जीवों, तलछट की रासायनिक संरचना और आवासों के बीच संपर्कों में बदलाव भी देख सकते हैं।

संरक्षण की योजना बनाने के लिहाज से ये अध्ययन दो ऐसे कामों की ओर इशारा करते हैं जिन्हें साथ-साथ करना होगा। वैज्ञानिकों को समुद्र तल के किसी हिस्से में रहने वाले जीवों और वहां की प्रक्रियाओं को समझना होगा, जबकि नियामकों को यह देखना होगा कि वह हिस्सा आसपास के क्षेत्रों से कैसे जुड़ा है। नोड्यूल हटाने से पहले पहलू पर असर पड़ता है; जीवों के फिर से बसने के रास्ते बाधित करने से दूसरे पर।

मुख्य बातें

• शोधकर्ताओं ने क्लैरियन-क्लिपरटन ज़ोन के तलछट में 11,742 वायरस पहचाने, जिनमें 11,662 ऐसी किस्में थीं जिनका पहले कोई रिकॉर्ड नहीं था।
• इनमें से अधिकांश बैक्टीरिया और आर्किया से जुड़े लगते हैं और पोषक तत्वों के चक्र तथा धातुओं के प्रति प्रतिक्रियाओं को प्रभावित कर सकते हैं।
• तलछट में गड़बड़ी से नोड्यूल पर रहने वाले जीवों के साथ वायरस समुदाय भी प्रभावित हो सकते हैं।
• समुद्री धाराओं के एक मॉडल में 13 संरक्षित क्षेत्रों के बीच 156 संभावित रास्तों में से केवल पांच सीधे संपर्क मिले।
• प्रस्तावित आवास गलियारों की 53 कोशिकाएं जोड़ने से मॉडल में संपर्कों की संख्या काफी बढ़ी।
• सोन्ने अभियान पर्यावरणीय आकलन और नियमन को दिशा देने के लिए 2021 के खनन परीक्षण के प्रभावों की जांच कर रहा है।