वास्तव अतिनील किरणांचं... (डॉ. श्रीकांत कार्लेकर)

पुण्यात अतिनील किरण धोकादायक पातळीला पोचल्याचं निरीक्षण नुकतंच नोंदवण्यात आलं आहे. त्या पाश्वभूमीवर अतिनील किरणांचा धोका आणि त्यांचं वास्तव यांचा हा आढावा...

पुण्यात अतिनील किरण (Ultra-violet Rays) धोकादायक पातळीला पोचल्याचं निरीक्षण भारतीय उष्ण कटिबंधीय हवामान संस्थेनं (Indian Institute of Tropical Meterology) नुकतंच नोंदवलं आहे. पुण्यातल्या लोहगाव व पाषाण इथल्या अतिनील किरणांचा निर्देशांक मोजल्यावर हा निष्कर्ष काढण्यात आला आहे. वातावरणातून आपल्यापर्यंत पोचणारे हे किरण नेमके कसे आहेत आणि ते धोकादायक कशामुळं आणि केव्हा ठरतात याविषयी आपल्याला तशी फार कमीच माहिती असते.

सूर्य त्याची ऊर्जा विविध तरंगलांबीत (Wavelength ) प्रारित करत असतो. त्यातली बरीचशी ऊर्जा आपल्याला दिसतही नाही. ही ऊर्जा जेवढ्या कमी तरंगलांबीची तेवढी ती अधिक धोकादायक असते. प्रकाशाच्या प्रवेगाबरोबर प्रवास करणाऱ्या सर्व तऱ्हेच्या सौरऊर्जेस "विद्युतचुंबकीय ऊर्जा" (Electomagnetic Radiation) असं म्हटलं जातं. ही ऊर्जा विशिष्ट लांबीच्या तरंगामार्फत विशिष्ट वेळेत प्रवास करत असते. जेव्हा एका पदार्थाशी किंवा पृष्ठाशी तिचा संबंध येतो तेव्हाच ती शोधता येते.

अवकाशातून प्रकाशाच्या वेगानं प्रवास करणाऱ्या ऊर्जेचा, मीटरपासून नॅनोमीटरपर्यंतच्या तरंगलांबीचा निरंतरक्रम (Continum) म्हणजे विद्युतचुंबकीय वर्णपट (Spectrum). या वर्णपटाचे तरंगलांबीनुसार गॅमा किरण, क्ष किरण, अतिनील किरण, दृश्‍य (Visible), अवरक्त (Infrared), सूक्ष्म तरंग (Microwave ) व रेडिओलहरी असे विविध विभाग ओळखता येतात. तीन शतांश (0.03) ते तीन दशांश (0.3) मायक्रोमीटर तरंगलांबी (एक मायक्रोमीटर =0.000001 मीटर) असलेल्या या विभागातल्या ऊर्जेचं वातावरणातल्या ओझोन थरात शोषण होतं. मात्र, तीन दशांश ते चार दशांश मायक्रोमीटर तरंगलांबीची याच विभागातली ऊर्जा पृथ्वीच्या वातावरणातून संचरित (Transmit ) होते व पृथ्वीवर पोचते. आपल्याला जो दृश्‍यप्रकाश दिसतो त्याच्या तरंगलांबीपेक्षा ही तरंगलांबी कमी असते. दृश्‍यप्रकाश-ऊर्जेची तरंगलांबी चार दशांश ते सात दशांश मायक्रोमीटर एवढी असते. पृथ्वीवरच्या सजीवांवर अतिनील ऊर्जेचे चांगले व वाईट दोन्ही परिणाम होतात.

पृथ्वीच्या पर्यावरणावर या किरणांचा फार मोठा परिणाम होतो. तीन दशांश ते चार दशांश मायक्रोमीटर तरंगलांबीच्या ऊर्जेला UV-A असं म्हटलं जातं. यामुळं त्वचेत "ड' जीवनसत्त्व तयार होतं; पण त्यामुळं त्वचा होरपळणं, मोतीबिंदू अशा समस्याही निर्माण होतात. एकोणतीस शतांश ते बत्तीस शतांश मायक्रोमीटर तरंगलांबी-प्रदेशाला UV-B असं म्हटलं जातं. त्यापेक्षा कमी तरंगलांबीची ऊर्जा वातावरणात पूर्णपणे शोषली जाते व ती पृथ्वीवर पोचत नाही.

उच्च वातावरणातल्या ओझोनचा थर बरीचशी अतिनील किरणं शोषून घेतो व ती पृथ्वीवर पोचू शकत नाहीत. सन 1970 च्या मध्यापासूनच माणसानं त्याच्या आजूबाजूच्या प्रदेशात इतके झपाट्याने बदल केले आहेत की त्यामुळं वातावरणातल्या 11 ते 50 किलोमीटर उंचीच्या स्थिरांबर (Stratosphere) या प्रदेशातल्या ओझोनचं प्रमाण कमी होऊ लागलं. ओझोनचं प्रमाण जसं नष्ट होऊ लागलं तशी अर्थातच अतिनील ऊर्जा वातावरणातून पृथ्वीपर्यंत सहज पोचू शकली. ही घटना प्रामुख्यानं पृथ्वीचे ध्रुवप्रदेश व त्यांच्या जवळपासच्या विभागांत वर्षाच्या काही विशिष्ट वेळा घडू लागली.

ओझोनचं वातावरणातलं अस्तित्व आपल्याही अस्तित्वासाठी फार महत्त्वाचं आहे. ओझोन कमी झाल्यामुळं अतिनील किरणं पृथ्वीपर्यंत पोचू लागल्याचे अनेक दुष्परिणाम जगात सगळीकडंच आता प्रकर्षानं जाणवू लागले आहेत. UV-B ची पातळी वाढल्यामुळं हे परिणाम अधिक तीव्रतेनं होताना दिसून येत आहेत. पृथ्वीवर अतिनील किरण पोचण्याचं प्रमाण पृथ्वीवरच्या विविध ठिकाणी वेगवेगळं असतं. त्यात कालपरत्वे बदलही होत असतात.

अतिनील विभाग "अ' आणि "ब' यातील पृथ्वीवर पोचणाऱ्या किरणांच्या प्रमाणावर वातावरणातल्या ढगांचा फार मोठा परिणाम होतो. ढगातला प्रत्येक जलकण नेहमीच थोड्याफार प्रमाणात वातावरणातील खालच्या थरात म्हणजे तपांबरात (Troposphere ) येणारे अतिनील किरण अवकाशात परत पाठवत असतो; त्यामुळं ढगांच्या दाट आवरणामुळं अतिनील किरणांपासून पृथ्वीवरील सजीवांचं चांगलं रक्षण होतं. मात्र, ढगांचं पातळ आवरण असेल किंवा ढग तुकड्यातुकड्यात पसरलेले असतील तर मात्र हे किरण पृथ्वीवर सहजपणे येऊ शकतात. पाश्‍चिमात्य देशांत समुद्रकिनारी सूर्यस्नान करणाऱ्या अनेकांना अशा किरणांचा त्रास झाल्याचं दिसून येतं.

वातावरणाच्या स्थिरांबरातलं ओझोनचं प्रमाण कमी झालं की विद्युतचुंबकीय ऊर्जेतला लघु तरंगलांबीच्या किरणांचा प्रादुर्भाव वाढतो. आज उपग्रहांच्या साह्यानं व जमिनीवरच्या निरीक्षणावरून पृथ्वीवर पोचलेल्या अतिनील किरणांचं प्रमाण मोजता येतं. पृथ्वीच्या पृष्ठभागावरती असलेल्या वातावरणाच्या थरात पृष्ठभागापासून स्थिरांबरापर्यंतच्या हवेच्या स्तंभात ओझोनमुळं किती अतिनील किरणांनी प्रवेश केला आहे, हेही मोजलं जातं. उन्हाळ्यात मध्य अक्षांश प्रदेशात ओझोन एक टक्का कमी झाल्यास अतिनील किरणांत तीन टक्‍क्‍यांनी वाढ होते, असं लक्षात आलं आहे.

सामान्यपणे पृथ्वीच्या उत्तर व दक्षिण ध्रुवप्रदेशात ओझोन कमी होण्याचं प्रमाण जास्त असतं आणि 30 अंश उत्तर ते 30 अंश दक्षिण अक्षवृत्त प्रदेशात ते कमी असतं; पण या अक्षवृत्त प्रदेशात सूर्यप्रकाशाचं प्रमाण नेहमीच जास्त असल्यामुळं ओझोन कमी झाला नाही तरीसुद्धा अतिनील किरण नेहमीच जास्त असतात. भारत हा उष्ण कटिबंधीय देश असल्यामुळं ओझोनच वातावरणातलं प्रमाण थोडसं कमी झालं तरीही अतिनील किरणांचा प्रादुर्भाव वाढतो.

या किरणांची तीव्रता मोजण्यासाठी जो निर्देशांक वापरला जातो, त्याला अतिनील निर्देशांक म्हटलं जातं. त्यानुसार शून्य ते दोन हा निर्देशांक सर्वात कमी धोका सुचवतो. तीन ते चार निर्देशांक कमी धोका, पाच ते सात माध्यम धोका, सात ते दहा मोठा व दहापेक्षा जास्त निर्देशांक सर्वाधिक धोका सुचवतो. सकाळी व संध्याकाळी जेव्हा सूर्यकिरणं तिरक्‍या दिशेनं येतात, तेव्हा ती विस्तृत ओझोनथरातून पृथ्वीवर येतात व त्यामुळं अतिनील किरणांचं प्रमाणही कमी होतं. मात्र, सूर्य डोक्‍यावर येऊ लागला की साधारणपणे दुपारी 12 ते तीन या वेळात या किरणांचा जास्त प्रादुर्भाव जाणवतो. सूर्यकिरणांचा हा कोन अक्षवृत्तानुसार बदलत असतो. दुपारी, विषुववृत्तीय व उष्ण कटिबंधीय प्रदेशात आणि उन्हाळ्यात तो नेहमीच जास्त असतो.

हवेत बारीक आकाराचे तरंगणारे पदार्थ (Aerosols ) जास्त असले तर त्यामुळं पृथ्वीकडं येणारे अतिनील किरण दुर्बल होतात. कारण, असे पदार्थ अतिनील ऊर्जेचं शोषण करतात. धूर, धूळ असलेल्या प्रदेशातल्या वातावरणात 50 टक्‍क्‍यांपेक्षाही जास्त अतिनील ऊर्जेचं शोषण होतं. अंटार्क्‍टिकसारख्या ध्रुवीय प्रदेशात थंड हवेमुळं स्थिरांबरात अनेक हिमकण ज्वालामुखीय प्रक्रियेतून तयार झालेल्या सल्फ्युरिक ऍसिडच्या सूक्ष्म कणांभोवती तयार होतात. यामुळं ओझोन मोठ्या प्रमाणावर नष्ट होतो व अतिनील किरणांचं प्रमाण वाढतं. समुद्राच्या पाण्यात सामान्य खोलीवर हे किरण पोचण्याचं प्रमाण खूप कमी असतं. पाणी व त्यातली प्रदूषकं या किरणांचं शोषण व विकिरण करतात. पाण्यात विरघळलेल्या सेंद्रिय कार्बनमुळंही या किरणांचं शोषण होतं व पाण्यातल्या सूक्ष्म जीवांचं त्यापासून रक्षण होतं.

समुद्राच्या पाण्यातल्या या किरणांमुळं झालेला नाश मोजणं तसं अवघडच असतं. कारण, विविध खोलींवर वेगवेगळ्या प्रकारे अतिनील किरणांचं शोषण व विकिरण होत असतं. जास्त उंचीवरचे सजीव अनेक वेळा या किरणांमुळं मोठ्या प्रमाणावर बाधित होतात. कारण, उंचीवरच्या प्रदेशात हवेच्या स्तंभाची उंची कमी असल्यामुळं हे किरण पृष्ठभागापर्यंत पोचू शकतात. याचबरोबर पृथ्वीवरच्या हिमाच्छादित प्रदेशावरून 90 ते 95 टक्के अतिनील किरणांचं परावर्तन होतं.

आज पृथ्वीवरच्या निरनिराळ्या ठिकाणी हवेच्या स्तंभातल्या या किरणांचं प्रमाण उपग्रहाच्या साह्यानं मोजून खूप मोठा सांख्यिकी साठा (Database ) तयार केला जात आहे. आज या सांख्यिकीवरून असं लक्षात येत आहे, की अंटार्क्‍टिक, स्कॅंडेनेव्हिया, उत्तर युरोप, कॅनडा, न्यूझीलंड, ऑस्ट्रेलिया, दक्षिण आफ्रिका व दक्षिण अमेरिकेचा दक्षिणेकडचा भाग या प्रदेशांत या किरणांचं प्रमाण वाढलेलं आहे. ढगांचं कमी आवरण असलेल्या अँडीज्‌, हिमालय यासारख्या भागांत, तसंच उन्हाळ्यात सहारा, सौदी अरेबिया, उत्तर भारत, दक्षिण चीन या भागांत हे प्रमाण खूप वाढलं असल्याचंही यातून लक्षात येतं आहे.

वनस्पती, प्राणी आणि सूक्ष्म जीवांच्या अनेक प्रजाती आपल्याला माहीत आहेत त्यापेक्षाही संवेदनक्षम असाव्यात असे पुरावे आढळत आहेत. अंटार्क्‍टिकवर ओझोनछिद्र असूनही आजही तिथं परिसंस्थांच्या पातळीवर फार मोठा ऱ्हास झाला नसल्याचंही एक निरीक्षण आहेच.

अतिनील किरणांची वेगानं वाढणारी पातळी कमी करण्यासाठी ओझोनथराचा ऱ्हास थांबवणं गरजेचं आहे. त्यासाठी पृथ्वीवरच्या क्‍लोरोफ्लुरोकार्बनचं प्रमाण 85 टक्‍क्‍यांनी कमी व्हायला हवं. "मॉन्ट्रिअल प्रोटोकॉल' या आंतरराष्ट्रीय सहमतीचं पालन सर्व देशांनी केलं तरी आज झालेला ओझोनचा ऱ्हास भरून काढण्यासाठी पुढची 50 वर्ष तरी हवीत, असं एक गणित वैज्ञानिकांतर्फे मांडण्यात आलं आहे. हरितगृह वायूंच्या उत्सर्जनामुळं ही प्रक्रिया सन 2050 पुढं 15 ते 20 वर्षांनी लांबेल, असाही एक अंदाज आहे. कारण हरितगृह वायूमुळं वातावरणाचा निम्न स्तर उबदार झाला तरी वरचा थर थंड होईल. त्यात हिमकणांची निर्मिती होऊन ओझोनचा ऱ्हास होईल. एका अंदाजानुसार वातावरणातल्या ओझोनची 2020 पर्यंत सर्वाधिक हानी होणार नाही आणि 2075 पर्यंत अंटार्क्‍टिकवरील ओझोनछिद्रही नष्ट होणार नाही. तो सप्टेंबर ते डिसेंबरच्या दरम्यान तिथं नेहमी तयार होत राहील.

हे सगळं दिसत असूनही अतिनील किरणांचा इतका बाऊ करण्याची गरज नाही, असाही एक विचारप्रवाह दिसत आहे. माणसानं निसर्गातला आपला हस्तक्षेप कमी करावा आणि निसर्गाला त्याच्या पद्धतीनं पुढं येऊ द्यावं, असा त्यामागचा विचार असावा!