அறிவியல் அறிவோம் 24: கரையான் புற்றுக்குள் எப்படி ஏர்கண்டிஷன்?

நிலத்துக்கு அடியில் பல மீட்டர் நீளம் சுரங்கங்கள், நிலவறைகளைக் கட்டி வாழும் கரையான்கள் மின்விசிறி, குளிர்சாதனம் இல்லாமல், தமது புற்றினை காற்றோட்டமாக வைத்துகொள்வது எப்படி? சென்னை, டெல்லி போன்ற பெருநகரங்களில் பாதாள ரயில் திட்டம் உள்ளது. பூமிக்கு அடியில் பல கிலோமீட்டர்களுக்கு சுரங்கப்பாதையில் ரயில் போகும். பூமிக்கு அடியில் பல லட்சம் மக்கள் போய்வருவதால் அங்குள்ள காற்றில் ஆக்ஸிஜன் குறையும். கார்பன்டை ஆக்ஸ்சைடு சற்றே உயரும். நெரிசல் காரணமாக ஈரப்பதம் கூடி புழுக்கமும் துர்நாற்றமும் ஏற்படும். இதனை சமாளிக்கத்தான் மெட்ரோ ரயில்கள் குளிர்பதனம் செய்யப்படுகின்றன.

புற்றுக்குள் ஏ.சி.

கரையான் புற்றைப் பாருங்கள். அது நிலத்துக்கு அடியில் பல மீட்டர்களில் வலைப்பின்னலாய் பல சுரங்கப் பாதைகளைக் கொண்ட ஒரு நிலவறை. மூன்று மீட்டர் ஆழம் கொண்டதாக இருக்கும். தரைக்கு மேலே குன்று போன்ற அமைப்பு இருக்கும். குன்று போன்ற அமைப்பின் நடுவே தடிமனான சுவர் கொண்ட சுமார் 5 மீட்டர் உயரமுள்ள சிமினி. அதைச் சுற்றிலும் தடிமன் குறைந்த சற்றே உயரம் தாழ்ந்த குழல் போன்ற பல அமைப்புகள் இருக்கும்.

கரையானின் புற்றில் காற்றோட்டம் ஏற்படுவது எப்படி? எடுத்துக்காட்டாக ஆப்பிரிக்கக் காடுகளில் மதியம் 40 டிகிரி செல்சியஸ் வெப்பம் இருக்கும். இரவில் வெறும் ஒரு டிகிரி செல்சியஸ் கடும் குளிர் இருக்கும். எனினும் அங்குள்ள கரையான் புற்றின் உள்ளே ஏர்கண்டிஷன் போல சீராக சுமார் 30 டிகிரி செல்சியஸ் வெப்பநிலை உள்ளது. இந்த சீரான வெப்பநிலையில்தான் அவற்றின் உணவான குறிப்பிட்ட வகை பூஞ்சைகளைக் கரையான்களால் உருவாக்கிக்கொள்ள முடியும்.

புற்று ஒரு நுரையீரல்

கரையான்கள் தங்களின் புற்றில் காற்றோட்டத்தையும் தட்பவெப்பநிலையையும் நிலைப்படுத்துவது தாங்கள் வளர்க்கும் ஒருவகையான பூஞ்சைகளைப் பாதுகாக்கவும்தான். கரையான்கள் புற்றில் தாங்கள் வாழும் பகுதியை விட சுமார் எட்டு மடங்கு அளவுள்ள பகுதியில் ஒருவகையான பூஞ்சையை உணவுக்காக ‘பயிர்’ செய்கின்றன. 400 கிலோ எடையுள்ள ஒரு பசு ஒரு ஆண்டில் தின்று தீர்க்கும் புல்லின் அளவுக்கு பூஞ்சைகளை ஒரு கரையான் உண்ணும். இந்த பூஞ்சைகள் வளர புற்றில் சீரான தட்பவெப்ப நிலைமை இருக்கவேண்டும்.

மீட்டர்கணக்கில் பரவியுள்ள பூஞ்சைகளும் பல ஆயிரம் கரையான்களும் புழங்கும் பாதாளச் சுரங்கத்தில் உள்ள காற்று தன் இயல்பில் மாசுபடும். காற்றில் கார்பன்டை ஆக்ஸ்சைடு செறிவு உயரும். ஈரப்பதம் கூடி புழுக்கம் ஏற்படும். இவை கரையானுக்கு மட்டுமல்ல. அவை பயிர் செய்யும் பூஞ்சைக்கும் ஆபத்து. எனவே, கரையான் தன் புற்றில் காற்றோட்டத்தை உறுதிசெய்தாக வேண்டும்.

கரையான் தன் புற்றில் காற்றோட் டத்தை உறுதிசெய்வது எப்படி என்பதை ஹார்வர்ட் பல்கலைக்கழகத்தில் செயல்முறை கணிதவியல், இயற்பியல் மற்றும் பரிணாம உயிரியல் பேராசிரியராக இருக்கும் எல்.மகாதேவன் ஆய்வு செய்துள்ளார்.

அவரும் அவரது ஆய்வு மாணவர்கள் கிங்கும் ஒக்கோவும் சில கருவிகளைக் கொண்டு பெங்களூருக்கு அருகில் உள்ள காட்டில் இருந்த உயிர்ப்புள்ள புற்றுகளையும் மடிந்த புற்றுக்களையும் ஆராய்ந்தனர். காலை, மாலை, இரவுகளில் சிமினியில் நிகழும் காற்றுச் சலனம், நிலவறைக்குள் ஏற்படும் வெப்ப நிலைமை, புற்றில் அங்கும் இங்கும் உள்ள கார்பன் டை ஆக்ஸ்சைடு செறிவு உள்ளிட்ட பல தகவல்களை சேகரித்தனர்.

கரையான் புற்று நாள் ஒன்றுக்கு ஒருமுறை காற்றை உள்ளே இழுத்தும் ஒருமுறை வெளியே விட்டும் நிலவறையில் காற்றோட்டத்தை உறுதிசெய்கிறது என்று அந்த ஆய்வில் கண்டனர். அதாவது கரையான்களுக்கு வெளிப்பக்கமாக உள்ள நுரையீரல் போல கரையான் புற்று செயல்படுகிறது.

கட்டிடக்கலைக்கான பாடம்

தொலைநோக்கியும் மைக்ரோஸ்கோப்பும் நமது கண்களின் நீட்சி. கிரேன் யந்திரம் நமது கைகளின் நீட்சி. அதுபோல கரையான் புற்று, அதிலும் குறிப்பாக, தரைக்கு மேலே உள்ள புற்றின் பகுதி கரையான்களின் கூட்டு நுரையீரல் போல செயல்படுகிறது என்றும் அவர்கள் கண்டனர்.

நுரையீரலைக் கொண்டு நாம் நன்றாக மூச்சைப் பிடித்து இழுத்துவிடுவதுபோல புற்றின் சிமினி அதனைச் சுற்றி இருக்கும் குழல் அமைப்புகளைப் பயன்படுத்தி அந்தப் புற்று முழுவதுமாக நாள் ஒன்றுக்கு ஒரு தடவை காற்றை உள்ளிழுத்தும் ஒரு தடவை வெளிவிடவும் செய்கிறது எனக் கண்டனர். காலையில் குன்றின் வெளிப்புறச் சுவர்களைச் சூரிய ஒளி வெப்பமேற்றும். சற்றே வெப்பமடையும் காற்று சிமினி வழியே குன்றுக்குள்ளே நிலவறைக்குள் செல்லும்.

நுரையீரல் மூச்சை உள்ளே பிடித்து இழுப்பது போல சிமினி வெளிக்காற்றை பிடித்து இழுத்து நிலவறைக்குள் புகுத்தும். சுற்றியுள்ள குழல் அமைப்புகள் தடிமன் குறைவாக உள்ளதால் இரவில் புற்று வெகு விரைவில் குளிர் அடையும். நடுவே உள்ள தடிமனான சுவர் கொண்ட சிமினி உயர் வெப்பநிலையில் இருக்கும். இப்போது நிலவறையில் இருக்கும் வெப்பக் காற்றை சிமினி வெளியே துப்பும். பகல்பொழுதில் நிலவறைக்குள் தேங்கிய கார்பன் டை ஆக்ஸ்சைடு கொண்ட அசுத்தக்காற்று இவ்வாறு வெளியேறி நிலவறை சுத்தப்படும்.

கடற்கரைப் பகுதிகளில் மதியத்துக்கு முன்னர் வேகவேகமாக நிலம் வெப்பமடைகிறது. அதனால் மதியத்தில் கடலிலிருந்து நிலம் நோக்கிக் காற்று வீசும். இரவில் வெகு விரைவாக நிலம் குளிர்ந்துவிடும். கடல் நீர் பரப்பு வெப்ப நிலையில் இருக்கும். அதனால் கடல் நோக்கி காற்று வீசும். அதாவது ஒரே நாளில் கடலிலிருந்து நிலம் நோக்கியும், நிலத்திலிருந்து கடல் நோக்கியும் காற்று மாறி மாறி வீசும். அதுபோலத்தான் கரையான் புற்றில் காலையில் புற்றுக்குள் வெளிக்காற்று செல்ல, மாலையில் நிலவறையிலிருந்து அசுத்தக்காற்று வெளிப்படும்.

மகாதேவன் கருத்து சரியென்றால், காலையை விட மாலையில் நிலவறை யில் கார்பன்டை ஆக்ஸ்சைடின் செறிவு கூடுதல் அடைய வேண்டும். இரவில் இது வெகுவாகக் குறைய வேண்டும். மேலும், சிமினியின் வாயில் பகலில் காற்று உள்ளே செல்ல வேண்டும். இரவில் காற்று வெளிப்பட வேண்டும். ஆய்வாளர்கள் கருவிகளைப் புற்றில் பொருத்தி சோதனை செய்தபோது கிடைத்த தகவல்கள் இந்த கருத்தை உறுதிசெய்தன.

தனது ஆய்வு கரையான் புற்று எப்படிக் காற்றோட்டமாக இருக்கிறது என்பதை மட்டும் சுட்டவில்லை, நவீன கட்டிடக் கலைஞர்களுக்கு இது ஒரு பாடம் என்கிறார் மகாதேவன். அளவில் பெரிதாகவும் பல மாடிகள் உயரத்திலும் கட்டிடங்களை எழுப்பி வருகிறோம். பெரும் ஆற்றலைச் செலவழித்து செயற்கை முறையில் நாம் இந்தக் கட்டிடங்களுக்குக் காற்றோட்ட வசதியைச் செய்கிறோம். இந்தியாவின் மொத்த ஆற்றல் செலவில் சுமார் மூன்றில் ஒரு பங்கு மனிதர்களின் வாழ்விடங்களில் செலவழிக்கப்படுகிறது. கரையான் புற்றின் வடிவமைப்பை மேலும் துல்லியமாக ஆராய்ந்து எதிர்காலத்தில் ஆற்றல் வீணாகாமல் முறையான வடிவத்தில் கட்டிடங்களை வடிவமைக்க முடியும் என்று நம்பிக்கை தெரிவிக்கிறார் மகாதேவன்.

தொடர்புக்கு: tvv123@gmail.com