ডেড সি-তে মানুষ সহজে ডুবে যায় না কেন? অতিরিক্ত লবণাক্ত পানির বিস্ময়কর বিজ্ঞান

ডেড সি-র পানিতে চিৎ হয়ে শুয়ে একজন মানুষ নিশ্চিন্তে বই বা পত্রিকা পড়ছেন—এমন ছবি পৃথিবীর সবচেয়ে পরিচিত ভ্রমণচিত্রগুলোর একটি। সাধারণ কোনো হ্রদে একইভাবে শরীর ছেড়ে দিলে অধিকাংশ মানুষকে ভেসে থাকার জন্য হাত-পা নাড়তে হয়, কিন্তু ডেড সি-তে শরীর যেন নিজে থেকেই পানির ওপর উঠে আসে। প্রথম দেখায় ঘটনাটি এতটাই অস্বাভাবিক মনে হয় যে অনেকের ধারণা, সেখানে বুঝি মাধ্যাকর্ষণ কম অথবা পানির মধ্যে এমন কোনো রহস্যময় শক্তি রয়েছে যা মানুষকে ডুবতে দেয় না। বাস্তবে এর ব্যাখ্যা আরও আকর্ষণীয়। ডেড সি-র অস্বাভাবিক লবণাক্ততা পানির ঘনত্ব এতটাই বাড়িয়ে দেয় যে মানবদেহকে ভাসিয়ে রাখার ঊর্ধ্বমুখী বল সাধারণ পানির তুলনায় অনেক বেশি হয়ে যায়।

ডেড সি নামের মধ্যে ‘সি’ বা সাগর থাকলেও এটি প্রকৃত অর্থে মহাসাগরের সঙ্গে যুক্ত কোনো সাগর নয়। এটি একটি অন্তঃস্থলীয় অতিলবণাক্ত হ্রদ, যার পানি স্বাভাবিকভাবে বাইরে বেরিয়ে সমুদ্রে পৌঁছানোর পথ নেই। চারপাশের অঞ্চল অত্যন্ত শুষ্ক এবং এখানে বাষ্পীভবনের হারও প্রবল। নদী ও অন্যান্য উৎস থেকে পানি এসে হ্রদে জমা হয়, কিন্তু সেই পানি যখন বাষ্প হয়ে আকাশে চলে যায়, তখন পানিতে দ্রবীভূত অধিকাংশ লবণ ও খনিজ হ্রদের মধ্যেই থেকে যায়। দীর্ঘ সময় ধরে এই প্রক্রিয়া চলতে থাকায় পানির মধ্যে দ্রবীভূত পদার্থের ঘনত্ব অসাধারণ মাত্রায় পৌঁছেছে।

সাধারণ সমুদ্রের পানিতে লবণের পরিমাণ মোটামুটি সাড়ে তিন শতাংশের কাছাকাছি। ডেড সি-র ক্ষেত্রে দ্রবীভূত লবণ ও খনিজের পরিমাণ প্রায় এক-তৃতীয়াংশের কাছাকাছি পৌঁছাতে পারে। অর্থাৎ সাধারণ সমুদ্রের পানির তুলনায় এটি প্রায় দশ গুণের কাছাকাছি বেশি লবণাক্ত হতে পারে। তবে এখানে শুধু খাবার লবণ হিসেবে পরিচিত সোডিয়াম ক্লোরাইডই নেই। ম্যাগনেশিয়াম, ক্যালসিয়াম, পটাশিয়ামসহ বিভিন্ন ধরনের দ্রবীভূত লবণ ও খনিজ এর পানির রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যকে স্বাভাবিক সমুদ্রের পানি থেকে যথেষ্ট আলাদা করে তুলেছে।

এত বেশি লবণ থাকার ফলে পানির সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ যে ভৌত বৈশিষ্ট্যটি পরিবর্তিত হয়, সেটি হলো ঘনত্ব। সহজভাবে বললে, একই আয়তনের মধ্যে কতটা ভর রয়েছে, সেটিই ঘনত্বের ধারণা। এক লিটার বিশুদ্ধ পানি এবং একই পরিমাণ অত্যন্ত লবণাক্ত পানি দেখতে কাছাকাছি মনে হলেও তাদের ভর সমান নয়। পানির মধ্যে বিপুল পরিমাণ লবণ ও খনিজ দ্রবীভূত থাকায় ডেড সি-র একই আয়তনের পানি বিশুদ্ধ পানির তুলনায় ভারী।

বিশুদ্ধ পানির ঘনত্ব সাধারণ অবস্থায় প্রতি ঘন সেন্টিমিটারে প্রায় এক গ্রামের কাছাকাছি। সাধারণ সমুদ্রের পানির ঘনত্ব এর চেয়ে সামান্য বেশি। কিন্তু ডেড সি-র অতিলবণাক্ত পানির ঘনত্ব প্রতি ঘন সেন্টিমিটারে আনুমানিক এক দশমিক দুই গ্রামেরও বেশি হতে পারে। সংখ্যাটি ছোট পার্থক্য বলে মনে হলেও ভাসমানতার ক্ষেত্রে এর প্রভাব অত্যন্ত বড়।

এখানেই আসে আর্কিমিডিসের বিখ্যাত ভাসমানতার নীতি। কোনো বস্তু তরলের মধ্যে আংশিক বা সম্পূর্ণ নিমজ্জিত হলে বস্তুটি যতটুকু তরল স্থানচ্যুত করে, সেই স্থানচ্যুত তরলের ওজনের সমান একটি ঊর্ধ্বমুখী ভাসমান বল বস্তুটির ওপর কাজ করে। অর্থাৎ পানিতে নামার পর শুধু মাধ্যাকর্ষণ আপনাকে নিচের দিকে টানছে না; পানি একই সঙ্গে আপনাকে ওপরের দিকেও ঠেলে দিচ্ছে।

এই বিষয়টি বোঝার জন্য একই আকারের দুটি পাত্র কল্পনা করা যায়। একটিতে সাধারণ মিঠাপানি, অন্যটিতে অত্যন্ত ঘন লবণাক্ত পানি। আপনার শরীর যদি উভয় পাত্রে একই পরিমাণ পানি স্থানচ্যুত করে, তাহলে লবণাক্ত পানিতে স্থানচ্যুত হওয়া পানির ভর বেশি হবে। ফলে সেই পানির ওজনও বেশি এবং আর্কিমিডিসের নীতি অনুযায়ী আপনার শরীরের ওপর কার্যকর ঊর্ধ্বমুখী বলও বেশি হবে। ডেড সি-তে ভাসার মূল রহস্য এখানেই—লবণ সরাসরি মানুষকে ওপরে ঠেলে দেয় না; লবণ পানির ঘনত্ব বাড়িয়ে দেয়, আর বেশি ঘন পানি অধিক ভাসমান বল সৃষ্টি করে।

মানবদেহের নিজস্ব ঘনত্বও এই ঘটনায় গুরুত্বপূর্ণ। আমাদের শরীর সম্পূর্ণ কঠিন কোনো বস্তু নয়। শরীরের বড় অংশ পানি হলেও এতে চর্বি, পেশি, হাড় এবং বিশেষ করে ফুসফুসের ভেতরে বাতাস রয়েছে। পূর্ণ শ্বাস নেওয়ার পর ফুসফুসে থাকা বাতাস শরীরের সামগ্রিক গড় ঘনত্ব কমাতে সাহায্য করে। এ কারণেই সাধারণ পানিতেও অনেক মানুষ সঠিক ভঙ্গিতে শরীর শিথিল করে ভেসে থাকতে পারেন।

কিন্তু সাধারণ পানিতে মানবদেহ ও পানির ঘনত্বের পার্থক্য তুলনামূলকভাবে অল্প। ফলে শরীরের বড় অংশ পানির নিচে থাকে এবং সামান্য ভুল ভঙ্গিতেই মুখ পানির কাছাকাছি চলে আসতে পারে। ডেড সি-তে পরিস্থিতি ভিন্ন। সেখানকার পানি মানবদেহের গড় ঘনত্বের তুলনায় এত বেশি ঘন যে শরীরকে ভারসাম্যে রাখার জন্য তুলনামূলক কম পানি স্থানচ্যুত করলেই যথেষ্ট ঊর্ধ্বমুখী বল তৈরি হয়। তাই শরীরের বড় অংশ পানির ওপরে উঠে থাকে।

একটি সাধারণ ডিমের পরীক্ষার মাধ্যমে বিষয়টি ঘরেও কল্পনা করা যায়। মিঠাপানির গ্লাসে একটি ডিম দিলে সেটি সাধারণত তলিয়ে যায়, কারণ ডিমের গড় ঘনত্ব পানির চেয়ে বেশি। একই পানিতে ক্রমাগত লবণ মেশালে পানির ঘনত্ব বাড়তে থাকে। একসময় পানি এত ঘন হয়ে যায় যে ডিমটি তলা থেকে উঠে ভাসতে শুরু করে। ডিমের ওজন বা মাধ্যাকর্ষণ তখন বদলে যায়নি। বদলেছে তাকে ঘিরে থাকা তরলের ঘনত্ব। ডেড সি-তে মানবদেহের সঙ্গে মূলত একই ভৌত নীতির অনেক বড় আকারের উদাহরণ দেখা যায়।

তবে প্রচলিত একটি কথা কিছুটা বিভ্রান্তিকর—“ডেড সি-তে মানুষ ডুবতেই পারে না।” বাস্তবে এটি সঠিক নয়। সেখানে স্বাভাবিকভাবে ডুবে যাওয়া কঠিন হলেও ডুবে যাওয়া অসম্ভব নয়। বরং অতিরিক্ত ভাসমানতা কিছু বিশেষ পরিস্থিতিতে বিপজ্জনক হয়ে উঠতে পারে। কেউ যদি উপুড় হয়ে পড়ে যান অথবা শরীরের ভারসাম্য হারিয়ে মুখ পানির দিকে চলে যায়, তখন স্বাভাবিকভাবে শরীর ঘুরিয়ে নেওয়া প্রত্যাশার তুলনায় কঠিন হতে পারে।

কারণ শরীরের যে অংশগুলো সাধারণ পানিতে তুলনামূলক সহজে নিচে নামানো যায়, অতিঘন পানিতে সেগুলো প্রবলভাবে ওপরে উঠতে চায়। ফলে সাঁতারের পরিচিত কিছু নড়াচড়া অস্বস্তিকর হতে পারে। এ কারণে ডেড সি-তে সাধারণত চিৎ হয়ে ধীরে ভাসা তুলনামূলক স্বাভাবিক অভিজ্ঞতা, আর জোরে সাঁতার কাটার চেষ্টা অপ্রয়োজনীয় ও কখনো ঝুঁকিপূর্ণ।

পানির অতিরিক্ত লবণাক্ততার আরেকটি দিক খুব দ্রুত অনুভব করা যায়। শরীরে সামান্য কাটা, আঁচড় অথবা ক্ষত থাকলে পানিতে নামার পর তীব্র জ্বালা অনুভূত হতে পারে। চোখে পানি গেলে যন্ত্রণাও অত্যন্ত বেশি হতে পারে। কারণ এত ঘন লবণাক্ত দ্রবণ আমাদের চোখ ও ক্ষতিগ্রস্ত ত্বকের স্বাভাবিক তরল পরিবেশের তুলনায় অনেক আলাদা।

এখানে অভিস্রবণ নামের একটি গুরুত্বপূর্ণ জৈব-ভৌত প্রক্রিয়াও কাজ করে। কোষঝিল্লির দুই পাশে দ্রবীভূত পদার্থের ঘনত্বে বড় পার্থক্য থাকলে পানি এমনভাবে চলাচল করতে চায় যাতে সেই পার্থক্য কমে। অত্যন্ত লবণাক্ত পরিবেশ জীবকোষ থেকে পানি টেনে বের করার প্রবণতা সৃষ্টি করতে পারে। ডেড সি-র পরিবেশ অধিকাংশ সাধারণ জলজ প্রাণীর জন্য প্রতিকূল হওয়ার এটি অন্যতম কারণ।

‘ডেড’ বা মৃত নামটির পেছনেও এই অতিলবণাক্ত পরিবেশের ভূমিকা রয়েছে। সাধারণ মাছ, জলজ উদ্ভিদ এবং বহু পরিচিত জলজ প্রাণী সেখানে স্বাভাবিকভাবে টিকে থাকতে পারে না। তবে নাম শুনে মনে করা ঠিক হবে না যে সেখানে কোনো ধরনের জীবনই নেই। চরম পরিবেশ সহ্য করতে সক্ষম কিছু অণুজীব বিশেষ পরিস্থিতিতে এমন অতিলবণাক্ত পরিবেশে টিকে থাকতে পারে। তাই ‘মৃত’ শব্দটি মূলত পরিচিত বৃহৎ জলজ প্রাণের অনুপস্থিতিকে বোঝায়।

ডেড সি এত লবণাক্ত হলো কেন, সেটি বোঝার জন্য এর ভূগোল অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। এটি পৃথিবীর স্থলভাগের অন্যতম নিম্নাঞ্চলে অবস্থিত। আশপাশের নদী ও প্রবাহ থেকে পানি ও দ্রবীভূত খনিজ এখানে আসে। কিন্তু হ্রদটির এমন কোনো স্বাভাবিক বহির্গমন পথ নেই, যার মাধ্যমে পানি প্রবাহিত হয়ে শেষ পর্যন্ত সমুদ্রে চলে যেতে পারে। ফলে পানির সঙ্গে আসা লবণ ও খনিজ সহজে বের হতে পারে না।

তার ওপর অঞ্চলটি উষ্ণ ও শুষ্ক। সূর্যের তাপে বিপুল পানি বাষ্পীভূত হয়। বাষ্পীভবনের সময় মূলত পানির অণুগুলো বায়ুমণ্ডলে চলে যায়, কিন্তু অধিকাংশ দ্রবীভূত লবণ হ্রদে থেকে যায়। কল্পনা করুন, একটি পাত্রে লবণ মেশানো পানি রেখে ধীরে ধীরে পানি শুকিয়ে ফেলা হচ্ছে। পানি যত কমবে, অবশিষ্ট পানিতে লবণের অনুপাত তত বাড়বে। ডেড সি-তে ভূতাত্ত্বিক সময় ধরে এর অনুরূপ প্রক্রিয়া ঘটেছে।

এ কারণে এর তীরেও বিস্ময়কর লবণস্ফটিক ও খনিজের আস্তরণ দেখা যায়। কোথাও পাথরের গায়ে সাদা স্ফটিক জমে অদ্ভুত গঠন তৈরি করে, কোথাও অগভীর পানিতে লবণের স্তর তৈরি হয়। এগুলো শুধু দৃশ্যগত সৌন্দর্য নয়; হ্রদটির পানি ও ভূরসায়নের সরাসরি চিহ্ন।

ডেড সি-র পানির অনুভূতিও সাধারণ পানির মতো নয়। উচ্চমাত্রার দ্রবীভূত খনিজের কারণে পানি তুলনামূলক ভারী এবং অনেকের কাছে কিছুটা তৈলাক্ত বা পিচ্ছিল ধরনের অনুভূতি দিতে পারে। এই অনুভূতির পেছনে কোনো তেল থাকার প্রয়োজন নেই; পানির রাসায়নিক গঠন এবং ত্বকের সঙ্গে বিভিন্ন লবণের মিথস্ক্রিয়া এমন অনুভূতি সৃষ্টি করতে পারে।

মানুষের শরীরের গঠন অনুযায়ী ভাসার মাত্রায়ও কিছু পার্থক্য হতে পারে। শরীরের চর্বি সাধারণত পেশি ও হাড়ের তুলনায় কম ঘন। তাই শরীরের গঠন, ফুসফুসে থাকা বাতাসের পরিমাণ, শ্বাস নেওয়ার ধরন এবং শরীরের অবস্থান—সবকিছুই ভাসমানতায় কিছু প্রভাব ফেলে। কিন্তু ডেড সি-র ক্ষেত্রে পানির ঘনত্ব এত বেশি যে ব্যক্তিভেদে এসব পার্থক্য থাকলেও অধিকাংশ মানুষের জন্য ভেসে থাকা সাধারণ পানির তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে সহজ।

শ্বাস নেওয়া ও ছাড়ার সময়ও শরীরের ভাসমানতায় সূক্ষ্ম পরিবর্তন ঘটে। গভীর শ্বাস নিলে ফুসফুসে বাতাসের আয়তন বাড়ে এবং শরীরের সামগ্রিক গড় ঘনত্ব কিছুটা কমে। ফলে ভাসার প্রবণতা সামান্য বাড়তে পারে। শ্বাস ছেড়ে দিলে বিপরীত পরিবর্তন ঘটে। সাধারণ সুইমিং পুলে এই পরিবর্তন তুলনামূলক স্পষ্টভাবে অনুভূত হতে পারে। ডেড সি-তে শক্তিশালী ভাসমানতার কারণে সেই পার্থক্য থাকলেও মানুষ এমনিতেই অনেক উঁচুতে ভাসে।

আরেকটি গুরুত্বপূর্ণ বিষয় হলো, ডেড সি-র পানিতে ভাসার সঙ্গে মাধ্যাকর্ষণের কোনো অস্বাভাবিক পরিবর্তনের সম্পর্ক নেই। পৃথিবীর অন্যান্য স্থানের মতো সেখানেও মাধ্যাকর্ষণ মানুষকে নিচের দিকে টানে। পার্থক্যটি মাধ্যাকর্ষণে নয়, মাধ্যাকর্ষণের বিপরীতে কাজ করা ভাসমান বলের মাত্রায়। আপনার ওজন হারিয়ে যায় না; বরং ঘন পানি আপনার ওজনকে সামলানোর জন্য আরও শক্তিশালী ঊর্ধ্বমুখী বল সৃষ্টি করে।

এই কারণেই মহাকাশে ওজনহীনভাবে ভাসা এবং ডেড সি-তে ভাসা সম্পূর্ণ আলাদা ঘটনা। মহাকাশে কক্ষপথে থাকা নভোচারীরা ক্রমাগত মুক্তপতনের অবস্থায় থাকায় আপাত ওজনহীনতা অনুভব করেন। ডেড সি-তে একজন মানুষ পুরোপুরি পৃথিবীর মাধ্যাকর্ষণের অধীনেই থাকেন। তাকে ওপরে ধরে রাখে তরলের চাপের পার্থক্য থেকে উৎপন্ন ভাসমান বল।

তরলের গভীরতার সঙ্গে চাপ বাড়ে। শরীরের নিচের অংশ ওপরের অংশের তুলনায় অধিক গভীরে থাকায় সেখানে পানির চাপ বেশি। এই চাপের পার্থক্যের সামগ্রিক ফলই ঊর্ধ্বমুখী ভাসমান বল সৃষ্টি করে। পানি যত ঘন হবে, নির্দিষ্ট গভীরতার জন্য চাপের পরিবর্তনও তত বেশি হবে। তাই ডেড সি-র ঘন পানি মানবদেহের ওপর শক্তিশালী ঊর্ধ্বমুখী প্রভাব তৈরি করে।

তবে ডেড সি-র এই বিস্ময়কর বৈশিষ্ট্য স্থায়ীভাবে অপরিবর্তিত নয়। হ্রদটির পানির স্তর দীর্ঘ সময় ধরে উল্লেখযোগ্যভাবে কমছে। পানি সরবরাহকারী প্রবাহের ওপর মানুষের ব্যবহার, পানি প্রত্যাহার এবং প্রবল বাষ্পীভবন মিলিয়ে এর জলসমতা বদলে গেছে। পানির স্তর সরে যাওয়ার সঙ্গে সঙ্গে তীরবর্তী ভূদৃশ্যও পরিবর্তিত হচ্ছে এবং কিছু এলাকায় ভূমিধসজাত গর্ত তৈরির মতো সমস্যাও দেখা দিয়েছে। অর্থাৎ আজ যে ডেড সি মানুষ দেখে, ভবিষ্যতে তার আকার ও তীররেখা একই থাকবে—এমন নিশ্চয়তা নেই।

ডেড সি তাই শুধু একটি অদ্ভুত পর্যটনস্থল নয়। এটি একই সঙ্গে পদার্থবিজ্ঞান, রসায়ন, ভূতত্ত্ব, জলবিদ্যা এবং জীববিজ্ঞানের একটি প্রাকৃতিক পরীক্ষাগার। একদিকে এর পানিতে মানুষের অস্বাভাবিক ভাসমানতা আর্কিমিডিসের হাজার বছরের পুরোনো নীতিকে চোখের সামনে দৃশ্যমান করে, অন্যদিকে এর লবণাক্ততা দেখায় কীভাবে জলবায়ু, ভূপ্রকৃতি, বাষ্পীভবন ও খনিজের দীর্ঘমেয়াদি সঞ্চয় একটি হ্রদের সম্পূর্ণ চরিত্র বদলে দিতে পারে।

সবচেয়ে চমকপ্রদ বিষয় হলো, ডেড সি-তে ভাসার পেছনে কোনো রহস্যময় শক্তির প্রয়োজন হয় না। মানুষের শরীরের ওজন একই থাকে, পৃথিবীর মাধ্যাকর্ষণও একইভাবে কাজ করে। পরিবর্তন ঘটে কেবল তাকে ঘিরে থাকা পানির বৈশিষ্ট্যে। অতিরিক্ত লবণ পানির ঘনত্ব বাড়ায়, বেশি ঘন পানি শরীরের স্থানচ্যুত অংশের জন্য বেশি ওজনের পানি সরিয়ে দেয়, আর সেই কারণেই সৃষ্টি হয় শক্তিশালী ঊর্ধ্বমুখী ভাসমান বল।

একজন মানুষ যখন ডেড সি-র শান্ত পানিতে চিৎ হয়ে প্রায় কোনো চেষ্টা ছাড়াই ভেসে থাকেন, তখন আসলে তিনি প্রকৃতির এক অসাধারণ পদার্থবৈজ্ঞানিক প্রদর্শনের অংশ হয়ে যান। চোখে দেখা দৃশ্যটি যতই বিস্ময়কর হোক, এর ভেতরের নিয়ম অত্যন্ত সুশৃঙ্খল—ঘনত্ব, স্থানচ্যুতি এবং ভাসমান বলের নিখুঁত সমন্বয়ই ডেড সি-র সেই বিখ্যাত “ডুবে না যাওয়ার” অনুভূতি সৃষ্টি করে।