গভীর সমুদ্র প্রায়শই বাস্তব জীবনের তুষার গ্লোবের মতো দেখতে পারে। পৃষ্ঠের উপর উদ্ভিদ এবং প্রাণীর পদার্থের জৈব কণাগুলি নীচের দিকে ডুবে যাওয়ার সাথে সাথে তারা “সামুদ্রিক তুষার” তৈরি করতে ধূলিকণা এবং অন্যান্য উপাদানের সাথে একত্রিত হয়, সমুদ্রের আবহাওয়ার একটি সুন্দর প্রদর্শন যা বিশ্বের মহাসাগরগুলির মধ্য দিয়ে সাইক্লিং কার্বন এবং অন্যান্য পুষ্টিগুলিতে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে।
এখন, ব্রাউন বিশ্ববিদ্যালয় এবং চ্যাপেল হিলের নর্থ ক্যারোলিনা বিশ্ববিদ্যালয়ের গবেষকরা কীভাবে মহাসাগরের মতো স্তরিত তরলগুলিতে কণাগুলি ডুবে যায় সে সম্পর্কে আশ্চর্যজনক নতুন অন্তর্দৃষ্টি খুঁজে পেয়েছেন, যেখানে তরলটির ঘনত্ব গভীরতার সাথে পরিবর্তিত হয়। একটি গবেষণায় প্রকাশিত জাতীয় বিজ্ঞান একাডেমি কার্যক্রমতারা দেখায় যে যে গতিতে কণাগুলি ডুবে যায় তা কেবল তরল থেকে প্রতিরোধী ড্র্যাগ বাহিনী দ্বারাই নয়, তবে যে হারে তারা তাদের ভলিউমের তুলনায় লবণ শোষণ করতে পারে তা দ্বারা নির্ধারিত হয়।
“এর মূলত এর অর্থ হ’ল ছোট কণাগুলি বড়দের চেয়ে দ্রুত ডুবে যেতে পারে,” ব্রাউন এর স্কুল অফ ইঞ্জিনিয়ারিংয়ের পোস্টডক্টোরাল গবেষক রবার্ট হান্ট বলেছেন, যিনি এই কাজের নেতৃত্ব দিয়েছেন। “অভিন্ন ঘনত্বের তরলটিতে আপনি যা প্রত্যাশা করেছিলেন তার ঠিক বিপরীত” “
গবেষকরা আশা করছেন যে নতুন অন্তর্দৃষ্টিগুলি সমুদ্রের পুষ্টি চক্রটি বোঝার পাশাপাশি মাইক্রোপ্লাস্টিকস সহ অন্যান্য ছিদ্রযুক্ত কণাগুলি নিষ্পত্তি করতে সহায়তা করতে পারে।
“আমরা একটি দুর্দান্ত সাধারণ সূত্র দিয়ে শেষ করেছি যেখানে আপনি বিভিন্ন পরামিতিগুলির জন্য অনুমানগুলি প্লাগ করতে পারেন – যে কণা বা গতির আকার যেখানে তরল ঘনত্ব পরিবর্তিত হয় – এবং ডুবে যাওয়া গতির যুক্তিসঙ্গত অনুমান পেতে পারে,” ব্রাউন এর ইঞ্জিনিয়ারিংয়ের সহযোগী অধ্যাপক ড্যানিয়েল হ্যারিস বলেছেন, যিনি এই কাজটি দেখেন। “ভবিষ্যদ্বাণীমূলক শক্তি যা সহজেই অ্যাক্সেসযোগ্য তা থাকার মূল্য রয়েছে” “
হান্ট এবং হ্যারিসের নিরপেক্ষভাবে বুয়্যান্ট কণাগুলি তদন্ত করে – এই গবেষণাটি পূর্বের কাজ থেকে বেড়েছে – যা একটি নির্দিষ্ট গভীরতায় ডুবে যায় এবং তারপরে থামে। হান্ট কিছু অদ্ভুত আচরণ লক্ষ্য করেছেন যা কণার পোরোসিটির সাথে সম্পর্কিত বলে মনে হয়েছিল।
হান্ট বলেছিলেন, “আমরা এই অনুমানের অধীনে একটি তত্ত্ব পরীক্ষা করছিলাম যে এই কণাগুলি নিরপেক্ষভাবে উত্সাহী থাকবে,” হান্ট বলেছিলেন। “তবে যখন আমরা তাদের পর্যবেক্ষণ করেছি, তারা ডুবে থাকল, যা আসলে হতাশার মতো ছিল।”
এটি কীভাবে পোরোসিটি – বিশেষত, লবণ শোষণ করার ক্ষমতা – কীভাবে তারা ডুবে যাওয়া হারে প্রভাবিত করবে তার একটি নতুন তাত্ত্বিক মডেলকে নিয়ে গেছে। মডেলটি ভবিষ্যদ্বাণী করে যে কোনও কণা যত বেশি লবণ তার আকারের তুলনায় শোষণ করতে পারে, তত দ্রুত এটি ডুবে যায়। এর অর্থ, কিছুটা পাল্টাভাবে, ছোট ছিদ্রযুক্ত কণাগুলি বৃহত্তরগুলির চেয়ে দ্রুত ডুবে যায়।
মডেলটি পরীক্ষা করার জন্য, গবেষকরা জলের রৈখিক স্তরযুক্ত দেহ তৈরির একটি উপায় তৈরি করেছিলেন যেখানে তরলের ঘনত্ব গভীরতার সাথে ধীরে ধীরে বৃদ্ধি পেয়েছিল। এটি করার জন্য, তারা দুটি ছোট টব থেকে জলযুক্ত একটি বড় টব খাওয়াত, একটি মিঠা জল দিয়ে এবং অন্যটি লবণ জল দিয়ে। প্রতিটি টব থেকে নিয়ন্ত্রণযোগ্য পাম্পগুলি তাদের বৃহত্তর টবের ঘনত্বের প্রোফাইলটি সাবধানতার সাথে নিয়ন্ত্রণ করতে সক্ষম করে।
থ্রিডি-প্রিন্টেড ছাঁচগুলি ব্যবহার করে, দলটি তখন আগর থেকে তৈরি বিভিন্ন আকার এবং আকারের কণা তৈরি করেছিল, এটি সামুদ্রিক শৈবাল থেকে প্রাপ্ত জেলিটিনাস উপাদান। ক্যামেরাগুলি ডুবে যাওয়ার সাথে সাথে পৃথক কণাগুলি চিত্রিত করেছিল।
পরীক্ষাগুলি মডেলের ভবিষ্যদ্বাণীগুলি নিশ্চিত করেছে। গোলাকার কণাগুলির জন্য, ছোটগুলি আরও দ্রুত ডুবে যায়। পাতলা বা চাটুকার কণাগুলির জন্য, তাদের নিষ্পত্তি গতি প্রাথমিকভাবে তাদের ক্ষুদ্রতম মাত্রা দ্বারা নির্ধারিত হয়েছিল। এর অর্থ হ’ল দীর্ঘায়িত কণাগুলি আসলে একই ভলিউমের গোলাকারগুলির চেয়ে দ্রুত ডুবে যায়।
গবেষকরা বলেছেন, ফলাফলগুলি অবাক করে দেয় এবং কণাগুলি কীভাবে আরও জটিল পরিবেশগত সেটিংসে স্থির হয় সে সম্পর্কে গুরুত্বপূর্ণ অন্তর্দৃষ্টি সরবরাহ করতে পারে – হয় প্রাকৃতিক কার্বন সাইক্লিং বোঝার জন্য বা পানির বৃহত দেহে কার্বন ক্যাপচারকে দ্রুততর করার ইঞ্জিনিয়ারিং পদ্ধতির জন্য।
হ্যারিস বলেছিলেন, “আমরা পুরো মহাসাগরীয় অবস্থার প্রতিলিপি দেওয়ার চেষ্টা করছি না।” “আমাদের ল্যাবের দৃষ্টিভঙ্গি হ’ল তাদের সহজতম রূপের দিকে ঝাঁকুনি দেওয়া এবং এই জটিল ঘটনার সাথে জড়িত মৌলিক পদার্থবিজ্ঞানের কথা চিন্তা করা। তারপরে আমরা এই মৌলিক বিষয়গুলি কোথায় প্রাসঙ্গিক তা বোঝার জন্য ক্ষেত্রের এই জিনিসগুলি পরিমাপ করার জন্য লোকেরা পিছনে পিছনে কাজ করতে পারি।”
হ্যারিস বলেছেন যে এই নতুন অনুসন্ধানগুলি কী অন্তর্দৃষ্টি সরবরাহ করতে পারে তা দেখার জন্য তিনি মহাসাগরীয় এবং জলবায়ু বিজ্ঞানীদের সাথে সংযোগ স্থাপনের আশাবাদী।
গবেষণার অন্যান্য সহ-লেখক হলেন ইউএনসি চ্যাপেল হিলের রবার্তো ক্যামাসা এবং রিচার্ড ম্যাকলফলিন। গবেষণাটি জাতীয় বিজ্ঞান ফাউন্ডেশন (ডিএমএস -1909521, ডিএমএস -1910824, ডিএমএস -2308063) এবং নেভাল রিসার্চ অফিস (এন 100014-18-1-2490 এবং এন 100014-23-1-2478) দ্বারা অর্থায়ন করা হয়েছিল।