موسمیاتی تبدیلی کے لیے مٹی پر مبنی حل کی طرف 

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 موسمیاتی تبدیلی.   

کاربن سائیکل میں کاربن کی فضا سے زمین پر پودوں اور جانوروں میں اور واپس فضا میں حرکت شامل ہوتی ہے۔ سمندر، ماحول اور جاندار اہم ذخائر یا ڈوب ہیں جن کے ذریعے کاربن سائیکل چلتے ہیں۔ بہت سارے کاربن 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 موسمیاتی تبدیلی.  

1.5 تک صنعتی سطح سے پہلے کے مقابلے میں گلوبل وارمنگ کو 2050 ڈگری سینٹی گریڈ تک محدود کرنے کی کوششیں کی جا رہی ہیں۔ گلوبل وارمنگ کو 1.5 ڈگری سینٹی گریڈ تک محدود کرنے کے لیے، گرین ہاؤس گیسوں کا اخراج 2025 سے پہلے عروج پر ہونا چاہیے اور 2030 تک آدھا ہونا چاہیے۔ تاہم، حالیہ عالمی اسٹاک ٹیک نے اس نے انکشاف کیا کہ دنیا اس صدی کے آخر تک درجہ حرارت میں اضافے کو 1.5 ڈگری سینٹی گریڈ تک محدود کرنے کے راستے پر نہیں ہے۔ منتقلی اتنی تیز نہیں ہے کہ 43 تک گرین ہاؤس گیسوں کے اخراج میں 2030 فیصد کمی کو حاصل کیا جا سکے جو موجودہ عزائم کے اندر گلوبل وارمنگ کو محدود کر سکتا ہے۔ 

It is in this context that the role of soil نامیاتی کاربن (SOC) in موسمیاتی تبدیلی 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.  

کاربن کا تاریخی ورثہ بوجھ (یعنی 1,000 سے لے کر اب تک تقریباً 1750 بلین ٹن کاربن کا اخراج جب صنعتی انقلاب شروع ہوا) اس کے باوجود، عالمی درجہ حرارت میں کوئی بھی اضافہ فضا میں مٹی سے زیادہ کاربن کے اخراج کی صلاحیت رکھتا ہے اس لیے موجودہ کو محفوظ کرنا ضروری ہے۔ مٹی کاربن اسٹاک.   

Soil as a sink of نامیاتی کاربن 

Soil is still Earth’s second largest (after ocean) sink of نامیاتی 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 گرام) کاربن (پی جی سی) فی سال، جو کہ "کے ہدف کا تقریباً 26-53٪ ہے۔4 فی 1000 ابتدائی” (that is, 0.4% annual growth rate of the standing global soil نامیاتی carbon stocks can offset the current increase in carbon emission in the atmosphere and contribute to meet the آب و ہوا target). However, the interplay of factors influencing trapping of plant-based نامیاتی matter in the soil is not very well understood. 

مٹی میں کاربن کی بندش کو کیا متاثر کرتا ہے۔  

A new study sheds light on what determines whether a plant-based نامیاتی 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. بائیو مالیکیولز اور مٹی کے معدنیات کے درمیان تعاملات کے معائنے کے بعد، محققین نے پایا کہ بائیو مالیکیولز اور مٹی کے معدنیات پر چارج، بائیو مالیکیولز کی ساخت، مٹی میں قدرتی دھاتی اجزاء اور بائیو مالیکیولز کے درمیان جوڑا مٹی میں کاربن کے اخراج میں کلیدی کردار ادا کرتا ہے۔  

مٹی کے معدنیات اور انفرادی بائیو مالیکیولز کے درمیان تعاملات کی جانچ سے یہ بات سامنے آئی کہ بائنڈنگ قابل قیاس تھی۔ چونکہ مٹی کے معدنیات منفی طور پر چارج کیے جاتے ہیں، اس لیے مثبت چارج شدہ اجزاء (لائسین، ہسٹیڈائن اور تھرونائن) والے بائیو مالیکیولز کو مضبوط بائنڈنگ کا سامنا کرنا پڑا۔ بائنڈنگ اس بات پر بھی اثرانداز ہوتی ہے کہ آیا بایومولیکیول اپنے مثبت چارج شدہ اجزاء کو منفی چارج شدہ مٹی کے معدنیات کے ساتھ سیدھ میں لانے کے لیے کافی لچکدار ہے۔  

الیکٹرو اسٹاٹک چارج اور بائیو مالیکیولز کی ساختی خصوصیات کے علاوہ، مٹی میں موجود قدرتی دھاتی اجزاء پل کی تشکیل کے ذریعے پابند ہونے میں اہم کردار ادا کرتے پائے گئے۔ مثال کے طور پر، مثبت طور پر چارج شدہ میگنیشیم اور کیلشیم، نے منفی چارج شدہ بائیو مالیکیولز اور مٹی کے معدنیات کے درمیان ایک پُل بنایا تاکہ ایک بانڈ بنایا جا سکے جو مٹی میں موجود قدرتی دھات کے اجزاء کو مٹی میں کاربن کے پھنسنے میں سہولت فراہم کر سکتا ہے۔  

دوسری طرف، بائیو مالیکیولز کے درمیان الیکٹرو سٹیٹک کشش نے خود بائنڈنگ پر منفی اثر ڈالا۔ درحقیقت، بائیو مالیکیولز کے درمیان کشش کی توانائی مٹی کے معدنیات کی طرف بائیو مالیکیول کی کشش کی توانائی سے زیادہ پائی گئی۔ اس کا مطلب مٹی میں بائیو مالیکیولز کی جذب میں کمی تھی۔ اس طرح، جبکہ مٹی میں مثبت چارج شدہ دھاتی آئنوں کی موجودگی نے کاربن کو پھنسانے کی حمایت کی، بائیو مالیکیولز کے درمیان الیکٹرو سٹیٹک جوڑی نے مٹی کے معدنیات میں بائیو مالیکیولز کے جذب کو روک دیا۔  

These new findings about how نامیاتی 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 موسمیاتی تبدیلی. 

*** 

حوالہ جات:  

1. Zomer, RJ, Bossio, DA, Sommer, R. et al. فصلی زمینوں میں بڑھے ہوئے نامیاتی کاربن کی عالمی ضبطی کی صلاحیت۔ سائنس کا نمائندہ 7، 15554 (2017)۔ https://doi.org/10.1038/s41598-017-15794-8 

2. رومپل، سی، امیرسلانی، ایف، چنو، سی، وغیرہ۔ 4p1000 پہل: ایک پائیدار ترقی کی حکمت عملی کے طور پر مٹی کے نامیاتی کاربن کے حصول کو لاگو کرنے کے مواقع، حدود اور چیلنجز۔ Ambio 49, 350–360 (2020)۔ https://doi.org/10.1007/s13280-019-01165-2  

3. وانگ جے، ولسن آر ایس، اور ارسٹیلڈ ایل، 2024۔ پانی سے مٹی کے انٹرفیس پر بائیو مالیکیولز کے جذب درجہ بندی میں الیکٹروسٹیٹک کپلنگ اور واٹر بریجنگ۔ پی این اے ایس۔ 8 فروری 2024.121 (7) e2316569121۔ DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.2316569121  

***