ವಿಶ್ವದ ಅತಿ ದೊಡ್ಡ ವಿಸ್ಮಯ ಯಾವುದು? ಪ್ರಕೃತಿ. ಹುಟ್ಟಿಸಿದ ದೇವರು ಹುಲ್ಲು ಮೇಯಿಸದಿರುವನೆ? ಎಂಬುದೊಂದು ಮಾತಿದೆ. ಬೆಟ್ಟದ ಬುಡದಲ್ಲಿ – ತುದಿಯಲ್ಲಿ, ನೀರಿನ ಒಳಗೆ – ಹೊರಗೆ, ಮರದ ಪೊಟರೆಯಲ್ಲಿ, ಮಣ್ಣಿನ ಬಿಲದಲ್ಲಿ – ಎಲ್ಲೆಲ್ಲೂ ಜೀವಿಸುವ ಪ್ರಾಣಿಪಕ್ಷಿ ಸಸ್ಯ ಜಲಚರಗಳನ್ನೆಲ್ಲ ಬದುಕಿಸಿ ಬೆಳೆಸುವ ಪ್ರಕೃತಿಯ ಔದಾರ್ಯ ಮೇರೆ ಮೀರಿದ್ದು; ಅಷ್ಟೇ ಅದ್ಭ್ಬುತವಾದದ್ದು.

ನೀರು ಎಲ್ಲ ಜೀವರಾಶಿಗಳು ಬದುಕುಳಿಯಲು ಬೇಕೇ ಬೇಕು. ಹಾಗೆಯೇ ಕೋಟ್ಯಂತರ ಜಲಸಸ್ಯಗಳು ಮತ್ತು ಜಲಚರಗಳ ಉಳಿವಿಗೆ ಮತ್ತು ಬದುಕಿಗೆ ನೀರೇ ಆಶ್ರಯ. ನೀರಿಲ್ಲವಾದರೆ ಅನೇಕ ಬಗೆಯ ಸಸ್ಯಗಳು ಮತ್ತು ಜಲಚರಗಳು ನಾಮಾವಶೇಷವಾಗಿ ಬಿಡುತ್ತವೆ.

ನೀರಿನ ತಾಪ 0°C ಮುಟ್ಟಿದಾಗ ಅದು ಗಟ್ಟಿಯಾಗಿ ಬಿಡುತ್ತದೆ; ಬರ್ಫದ ಗಡ್ಡೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಮಂಜುಗಡ್ಡೆಯಲ್ಲಿ ಯಾವ ಸಸ್ಯಪ್ರಾಣಿಗಳೂ ಬದುಕುಳಿಯಲಾರವು. ಗಡ್ಡೆಯೊಳಗೆ ಅವು ನಿಶ್ಚಲ ಬಂಧಿಗಳಾಗಿ ಬಿಡುತ್ತವೆ. ಇಂಥ ಪರಿಸ್ಥಿತಿ ಎಷ್ಟು ಭಯಂಕರ ಅಲ್ಲವೆ?

ಕೆಲವು ಶೀತಲ ಪ್ರದೇಶಗಳಲ್ಲಿ ಉಷ್ಣತೆ 0°C ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಇರುತ್ತದೆ. ಅಲ್ಲಿನ ಕೆರೆ, ಕೊಳ, ನದಿಗಳ ನೀರೆಲ್ಲ ಹೆಪ್ಪುಗಟ್ಟಿ ಅದರ ಮೇಲ್ಮೈಪೂರ ಬರ್ಫದ ದೊಡ್ಡ ಚಪ್ಪಡಿಯಂತೆ ತೋರುತ್ತದೆ. ಇಂಥ ಚಪ್ಪಡಿಗಳೊಳಗೆ ಜೀವರಾಶಿಗಳು ಬದುಕುಳಿಯುವುದು ಹೇಗೆ?

ತಾಯಿ ಪ್ರಕೃತಿ ಸೃಷ್ಟಿಸಿದ ತನ್ನೆಲ್ಲ ಜೀವಿಗಳ ರಕ್ಷೆಗೆ ಅಗತ್ಯವಾದ ಕ್ರಮವನ್ನು ತಾನೇ ತೆಗೆದುಕೊಂಡಿದೆ.

ವಾತಾವರಣದ ಉಷ್ಣತೆ 0°C ನ್ನು ತಲುಪಿದಾಗ ಸರೋವರದ ನೀರೆಲ್ಲ ಘನೀಭವಿಸಿ ನೀರುಗಡ್ಡೆಯ ಗುಡ್ಡವಾಗಿ ನಮಗೆ ಕಾಣಿಸುತ್ತದೆಯಾದರೂ ಈ ತಣ್ಣನೆಯ ಹೊಳೆವ ಬಿಳುಪಿನ ಹಾಸಿನ ಕೆಳಗೆ ಬೆಚ್ಚನೆಯ ನೀರು ಜುಳು ಜುಳು ಹರಿದಾಡುತ್ತಲೇ ಇರುತ್ತದೆ. ಅದರೊಳಗಿನ ಎಲ್ಲ ಜೀವರಾಶಿಗಳೂ ಯಾವ ಬಾಧೆಯೂ ಇಲ್ಲದೆ ಸ್ವಚ್ಛಂದ ಹರಿದಾಡುತ್ತ ಹಾರಾಡುತ್ತಾ ಬೆಳೆಯುತ್ತಲೇ ಇರುತ್ತವೆ! ನೀರಿನ ವಿಲಕ್ಷಣತೆ ಮತ್ತು ಪ್ರಕೃತಿಯ ಔದಾರ್ಯ ಸಂಗಮಿಸಿರುವುದೇ ಇಲ್ಲಿ.

ಎಲ್ಲ ವಸ್ತುಗಳೂ – ಘನ, ದ್ರವ ಮತ್ತು ಅನಿಲ – ಬಿಸಿಯಾದಾಗ ಹಿಗ್ಗುತ್ತವೆ, ತಣ್ಣಗಾದಾಗ ಕುಗ್ಗುತ್ತವೆ. ಇದೊಂದು ಸಾಮಾನ್ಯ ನಿಯಮ. ಕೆಲವೇ ಕೆಲವು ವಸ್ತುಗಳು ಮಾತ್ರ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ತಾಪ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಲ್ಲಿ ಈ ನಿಯಮವನ್ನು ಮುರಿದು ತಾಪ ಹೆಚ್ಚಾದಾಗ ಕುಗ್ಗುತ್ತವೆ; ಕಡಿಮೆಯಾದಾಗ ಹಿಗ್ಗುತ್ತವೆ! ಇಂಥ ವಿರಳ ವಸ್ತುಗಳಲ್ಲಿ ನೀರೂ ಒಂದು. ನೀರೇಕೆ ಹೀಗೆ ‘ನಿಯಮಬಾಹಿರ’ವಾಗಿ ವರ್ತಿಸುತ್ತದೆ? ಈ ಪ್ರಶ್ನೆಗೆ ಉತ್ತರ ಕೊಡವವರಾರು? ಬಹುಶ: ನೀರಿನಲ್ಲಿ ವೃದ್ಧಿಸುವ ಜೀವಕೋಟಿಗಳ ರಕ್ಷೆಗಾಗಿಯೆ ಪ್ರಕೃತಿ ದಯಪಾಲಿಸಿರುವ ವರವಿದು ಎಂಬುದೊಂದೇ ಇದಕ್ಕೆ ಸರಿಯಾದ ಉತ್ತರವಿರಬಹುದು!

ತಾಪ ಕಡಮೆಯಾದಂತೆ ನೀರು ಕೂಡ ಕುಗ್ಗುತ್ತದೆ – ಎಲ್ಲ ವಸ್ತುಗಳಲ್ಲೂ ಆಗುವಂತೆ. ಆದರೆ ತಾಪ ೪°C ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆಯಾದಾಗ ನೀರು ಹಿಗ್ಗಲು ಪ್ರಾರಂಭಿಸುತ್ತದೆ.

– ತಾಪ ೦°C ನ್ನು ಮುಟ್ಟುವವರೆಗೆ. ಅಂದರೆ, ೦°C ನಿಂದ ೪°C ವರೆಗೆ ತಾಪದೊಂದಿಗೆ ನೀರು ಹಿಗ್ಗುವ ಬದಲು ಕುಗ್ಗುತ್ತದೆ. ನೀರಿನ ಈ ಅಸಾಧಾರಣ ವರ್ತನೆಯನ್ನು ‘ನೀರಿನ ಅಸಂಗತ ವ್ಯಾಕೋಚನೆ’ ಎಂದು ಕರೆಯುತ್ತಾರೆ (ಚಿತ್ರ ೧). ಈ ಅಸಂಗತ ವ್ಯಾಕೋಚನವೇ ಶೀತಲ ಪ್ರದೇಶಗಳಲ್ಲಿ ಜೀವಿಗಳಿಗೆ ಜೀವದಾನ ಮಾಡುವ ಅದ್ಭುತ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ.

ಹೇಗೆ? ಒಂದು ಕೊಳದಲ್ಲಿ ನೀರಿದೆ ಎಂದು ಭಾವಿಸಿ. ಅದರಲ್ಲಿ ಮೀನುಗಳು, ಸಸ್ಯಗಳು ಮುಂತಾದವುಗಳೆಲ್ಲ ಇವೆ. ವಾತಾವರಣದ ತಾಪ ಕಡಿಮೆಯಾಗಲು ಪ್ರಾರಂಭಿಸುತ್ತದೆ. ಆಗ, ಮೊದಲು ನೀರಿನ ಮೇಲ್ಪದರ ತಣ್ಣಗಾಗುತ್ತಾ ಹೋಗುತ್ತದೆ. ಇದರಿಂದಾಗಿ ಮೇಲ್ಮೈನಲ್ಲಿರುವ ನೀರಿನ ಕಣಗಳು ಕುಗ್ಗುತ್ತವೆ. ಕುಗ್ಗುವಿಕೆ ಅವುಗಳ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ. ಹೀಗೆ ಭಾರವಾದ ಕಣಗಳು ತಳ ಸೇರುತ್ತವೆ. ತಳದಲ್ಲಿ ಇನ್ನೂ ಹೆಚ್ಚು ಉಷ್ಣತೆಯಲ್ಲಿರುವ ಹಗುರವಾದ ಕಣಗಳು ಮೇಲ್ಮೈಗೆ ಏರಿ ಬರುತ್ತವೆ. ಅವೂ ಕೂಡ ಕ್ರಮೇಣ ತಣ್ಣಗಾಗಿ, ಭಾರವಾಗಿ, ತಳಕ್ಕೆ ಇಳಿಯುತ್ತವೆ. ಮತ್ತೆ ತಳದಲ್ಲಿರುವ ಹಗುರ ಕಣಗಳು ಮೇಲೇರುತ್ತವೆ. ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ ನೀರಿನ ಎಲ್ಲಾ ಕಣಗಳು ೪°C ಉಷ್ಣತೆಯನ್ನು ತಲುಪುವವರೆಗೆ ಮುಂದುವರಿಯುತ್ತದೆ.

ತದನಂತರ ಆಗುವ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ ಬಹಳ ವಿಶಿಷ್ಟವಾದುದು. ವಾತಾವರಣದ ತಾಪ ೪°C ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಇದ್ದರೆ, ನೀರಿನ ಮೇಲ್ಮೈ ಕಣಗಳು ಮಾತ್ರ ೪°C ಗಿಂತ ಕಡಮೆ ತಾಪವನ್ನು ಮೊದಲು ಪಡೆಯುತ್ತವೆ. ಆದರೆ ಈ ಕಣಗಳು ನೀರಿನ ವಿಶಿಷ್ಟ ವ್ಯಾಕೋಚನದಿಂದಾಗಿ ಕುಗ್ಗುವ ಬದಲು ಹಿಗ್ಗುತ್ತವೆ. ಅಂದರೆ, ಕಣಗಳು ಹಗುರವಾಗುತ್ತವೆ. ಹಗುರವಾದ ತಣ್ಣಗಿನ ಕಣಗಳು ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲೆ ಉಳಿಯುತ್ತವೆ. ತಳದಲ್ಲಿರುವ ಕಣಗಳ ತಾಪ ಇನ್ನೂ ೪°C ಮಟ್ಟದಲ್ಲೆ ಇರುತ್ತದೆ. ತಾಪ ಮತ್ತೂ ಕಡಮೆಯಾದಾಗ ಕೇವಲ ಮೇಲ್ಮೈಕಣಗಳ ತಾಪ ೦°Cನ್ನು ಮುಟ್ಟುತ್ತದೆ. ಆಗ ಅದು ಬರ್ಫದ ಗಡ್ಡೆಯಾಗಿ ಪರಿವರ್ತನೆಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಹೀಗೆ ಉಂಟಾದ ಬರ್ಫದ ಗಡ್ಡೆ ಇನ್ಸುಲೇಟರ್‌ನಂತೆ ವರ್ತಿಸುವ ಮೂಲಕ ಒಳಭಾಗದ ನೀರಿನ ತಾಪ ೪°C ಮಟ್ಟದಲ್ಲೆ ಇರುವಂತೆ ಕಾಪಾಡುತ್ತದೆ. ಹೀಗಾಗಿ ಒಳಭಾಗದ ನೀರು ೦°C ನ್ನು ತಲುಪಲಾಗದೆ, ನೀರು ಬರ್ಫವಾಗದೆ ನೀರಾಗಿಯೆ ಉಳಿದಿರುತ್ತದೆ. ಇದರಿಂದ ಜಲಜೀವ ಜಾಲವೂ ಉಳಿಯುತ್ತದೆ.

ಮೇಲೆ ವಿವರಿಸಿರುವಂತೆ ಕೊಳ, ಸರೋವರ, ನದಿ ಮುಂತಾದವುಗಳ ನೀರು ಮೇಲಿಂದ ಕೆಳದಿಕ್ಕಿಗೆ ಘನೀಭವಿಸುವುದಕ್ಕೆ ಬದಲಾಗಿ ತಲದಿಂದ ಮೇಲ್ಭಾಗಕ್ಕೆ ಘನೀಭವಿಸುವಂತಿದ್ದರೆ ಏನಾಗುತ್ತಿತ್ತು? ಇಡೀ ಕೊಳ, ಸರೋವರ, ನದಿ ಮುಂತಾದವುಗಳ ಒಟ್ಟು ನೀರೆಲ್ಲ ಕಂದರದೊಳಗೆ ಬೋರಲಾಕಿದ ಮಂಜುಗಡ್ಡೆಯ ಬೆಟ್ಟವಾಗುತ್ತಿದ್ದವು! ಆಗ ಜೀವಿಗಳೆಲ್ಲ ನಾಶವಾಗುತ್ತಿದ್ದವು.