UPPSC 2019 प्रारंभिक प्रश्नपत्र-I · प्रश्न 27 / 150

सही उत्तर — (d) मिथेन। एक रोपित धान का खेत खड़े जल के नीचे रखा जाता है, और जलमग्न मिट्टी में शीघ्र ही ऑक्सीजन समाप्त हो जाती है। उन अवायुजीवी दशाओं में मिथेन-उत्पादक आर्कीया (methanogens) मिट्टी के कार्बनिक पदार्थ को अपघटित करते हैं और मिथेन (CH4) मुक्त करते हैं। यह गैस तीन तरीकों से वायुमंडल में निकलती है — जल में से बुदबुदाते हुए ऊपर उठकर (ebullition), जल-सतह से विसरण द्वारा, तथा सबसे अधिक, एरेंकाइमा (aerenchyma) के माध्यम से ऊपर की ओर यात्रा करके, जो धान के पौधे के भीतर स्थित वायु-मार्ग हैं। मिथेन एक शक्तिशाली ग्रीनहाउस गैस है: सौ वर्षों के दौरान एक टन मिथेन लगभग उतनी ऊष्मा रोकती है जितनी एक टन कार्बन डाइऑक्साइड की लगभग 28-30 गुना (IPCC AR5 वैश्विक तापन क्षमता)। यही कारण है कि जलमग्न धान की खेती को, मवेशियों में आंत्रिक किण्वन (enteric fermentation) के साथ, वैश्विक तापन के सबसे बड़े कृषि स्रोतों में गिना जाता है।

• (a)नाइट्रोजन — नाइट्रोजन गैस (N2) वायुमंडल का लगभग 78% पहले से ही बनाती है और यह सिरे से कोई ग्रीनहाउस गैस नहीं है — यह एक सममित द्विपरमाणुक अणु है जिसके कंपन इसके द्विध्रुव को नहीं बदलते, इसलिए यह अवरक्त विकिरण अवशोषित नहीं कर सकती। इसे नाइट्रस ऑक्साइड (N2O) से गड्डमड्ड न करें, जो वास्तव में एक प्रबल ग्रीनहाउस गैस है और नाइट्रोजन-उर्वरित मिट्टियों से निकलती है; N2O एक भिन्न अणु है और यह विकल्प इसकी बात नहीं कर रहा।
• (b)कार्बन डाइऑक्साइड — कार्बन डाइऑक्साइड एक ग्रीनहाउस गैस है, परंतु यह वह नहीं है जो किसी धान के खेत को विशिष्ट बनाती है। जलमग्न, ऑक्सीजन-रहित धान मिट्टी की पहचान मिथेनजनन (methanogenesis) है; वस्तुतः बढ़ती धान की फ़सल प्रकाश-संश्लेषण द्वारा CO2 का अवशोषण कर रही होती है। प्रश्न धान के खेतों से विशिष्ट रूप से उत्सर्जित गैस माँगता है, और कुंजी मिथेन को चिह्नित करती है।
• (c)कार्बन मोनोऑक्साइड — कार्बन मोनोऑक्साइड अपूर्ण दहन (वाहन, पराली जलाना, खाना पकाने की आग) से निकलने वाला एक विषैला प्रदूषक है। यह प्रत्यक्ष रूप से कोई सार्थक ग्रीनहाउस गैस नहीं है — यह जलवायु को केवल अप्रत्यक्ष रूप से प्रभावित करती है, हाइड्रॉक्सिल मूलकों का उपभोग कर मिथेन का जीवनकाल बढ़ाकर — और यह धान-खेत की विशिष्ट उत्सर्जना नहीं है।

मिथेन अवायुजीवी अपघटन से उत्पन्न होती है — बिना मुक्त ऑक्सीजन वाले स्थान पर सूक्ष्मजीवों द्वारा कार्बनिक पदार्थ का टूटना। इसलिए कोई भी जलमग्न, कार्बनिक-समृद्ध पर्यावरण इसे उत्सर्जित करता है: प्राकृतिक आर्द्रभूमियाँ व दलदल, जलमग्न धान के खेत, मवेशियों व भैंसों की रुमेन, लैंडफिल स्थल, तथा बाँधों के पीछे बने जलमग्न जलाशय। कोयला खदानें व तेल-गैस तंत्र भूवैज्ञानिक मूल की मिथेन जोड़ते हैं। मिथेन का वायुमंडलीय जीवनकाल केवल लगभग एक दशक है — CO2 से कहीं छोटा — परंतु प्रति टन इसका तापन-प्रहार कहीं अधिक शक्तिशाली है, जो इसे 'अल्पजीवी जलवायु प्रदूषक' तथा त्वरित जलवायु-कार्रवाई हेतु एक आकर्षक लक्ष्य बनाता है।

प्रश्न को दो जुड़ी हुई शर्तों के रूप में पढ़ें: गैस को (i) धान के खेतों की विशिष्ट होनी चाहिए तथा (ii) एक तापन-कारक होनी चाहिए। नाइट्रोजन दूसरी शर्त में सिरे से विफल हो जाती है, कार्बन मोनोऑक्साइड दोनों में विफल होती है, तथा कार्बन डाइऑक्साइड दूसरी शर्त पूरी करती है परंतु वह नहीं है जो जलमग्न धान मिट्टी विशेष रूप से उत्पन्न करती है। केवल मिथेन दोनों शर्तें पूरी करती है, और याद रखने वाली क्रियाविधि एक ही शब्द है 'अवायुजीवी' — खड़ा जल ऑक्सीजन को बाहर रखता है, और मिथेनजन (methanogens) नियंत्रण ले लेते हैं।

• जलमग्न धान मिट्टी अवायुजीवी हो जाती है; तब मिथेनजनक आर्कीया मिथेन उत्पन्न करते हैं, जिसका अधिकांश भाग धान के पौधे के एरेंकाइमा (वायु-मार्ग) से होकर निकलता है।
• मिथेन की 100-वर्षीय वैश्विक तापन क्षमता CO2 की लगभग 28-30 गुना है (IPCC AR5), परंतु इसका वायुमंडलीय जीवनकाल केवल लगभग एक दशक है।
• मिथेन के अन्य प्रमुख स्रोत: प्राकृतिक आर्द्रभूमियाँ, जुगाली करने वाले पशुओं में आंत्रिक किण्वन, लैंडफिल, कोयला-खनन तथा तेल-गैस रिसाव — UPSC ने 2008 की प्रारंभिक परीक्षा में ठीक यही सूची पूछी थी।
• वैकल्पिक भिगोना-सुखाना (Alternate Wetting and Drying, AWD), चावल सघनीकरण प्रणाली (SRI) तथा सीधी बुवाई वाला धान मिट्टी में समय-समय पर वायुजीवी दशाएँ बहाल कर धान-मिथेन को कम करते हैं, और सिंचाई जल भी बचाते हैं।
• नाइट्रोजन (N2) कोई ग्रीनहाउस गैस नहीं है; नाइट्रस ऑक्साइड (N2O), जो मुख्यतः नाइट्रोजन-उर्वरक प्रयोग से आती है, है — दोनों नाम परीक्षा का प्रिय भ्रम हैं।

• नाइट्रोजन (N2 — अक्रिय, ग्रीनहाउस गैस नहीं) को नाइट्रस ऑक्साइड (N2O — एक प्रबल ग्रीनहाउस गैस) से गड्डमड्ड कर देना।
• यह सबसे प्रसिद्ध ग्रीनहाउस गैस होने के कारण सहज रूप से कार्बन डाइऑक्साइड चुन लेना, जबकि प्रश्न एक विशिष्ट अवायुजीवी स्रोत की ओर संकेत करता है।
• यह सोचना कि मिथेन केवल मवेशियों से आती है — आर्द्रभूमियाँ व धान के खेत तुलनीय रूप से बड़े स्रोत हैं।
• कार्बन मोनोऑक्साइड को ग्रीनहाउस गैस मान लेना; यह केवल अप्रत्यक्ष जलवायु प्रभाव वाला एक प्रदूषक है।

UPSC इसे सूची के रूप में पूछता है ('इनमें से कौन-सी मिथेन के स्रोत हैं') अथवा तर्क के रूप में ('व्यापक धान की खेती वैश्विक तापन में क्यों योगदान देती है'); UPPSC एक-पंक्ति संस्करण पूछता है — धान के खेतों से कौन-सी गैस आती है, अथवा कौन-सी गैस प्राकृतिक रूप से पायी जाने वाली ग्रीनहाउस गैस नहीं है।

• अभ्यास — वास्तविक PYQ नहीं

  धान की खेती में निम्नलिखित में से कौन-सी प्रथा खेत से मिथेन उत्सर्जन को कम करती है ?

  • (a)पूरे मौसम में खेत को लगातार जलमग्न रखना
  • (b)खेत का वैकल्पिक भिगोना व सुखाना
  • (c)यूरिया की मात्रा बढ़ाना
  • (d)पौध को अधिक गहरे खड़े जल में रोपना

  उत्तर(b) खेत का वैकल्पिक भिगोना व सुखाना — समय-समय पर खेत को निकालना मिट्टी में ऑक्सीजन वापस आने देता है, जो अवायुजीवी दशाओं की आवश्यकता वाले मिथेनजनों को दबा देता है (यह सिंचाई जल व पंपिंग ऊर्जा भी बचाता है)।

• अभ्यास — वास्तविक PYQ नहीं

  मिथेन को 'अल्पजीवी जलवायु प्रदूषक' क्यों कहा जाता है ?

  • (a)यह वायुमंडल में शताब्दियों तक रहती है परंतु कम ऊष्मा रोकती है
  • (b)इसकी तापन-क्षमता CO2 से कहीं अधिक है परंतु वायुमंडलीय जीवनकाल केवल लगभग एक दशक है
  • (c)यह सीधे स्ट्रैटोस्फेरिक ओज़ोन परत को नष्ट करती है
  • (d)यह केवल प्राकृतिक गतिविधि से उत्पन्न होती है, मानवीय से नहीं

  उत्तर(b) इसकी तापन-क्षमता CO2 से कहीं अधिक है परंतु वायुमंडलीय जीवनकाल केवल लगभग एक दशक है — यही कारण है कि मिथेन घटाने से CO2 घटाने की तुलना में कहीं तेज़ जलवायु लाभ मिलता है।