بعد “الموت العظيم” ، استغرقت الحياة على الأرض ملايين السنين للتعافي. الآن ، يعرف العلماء السبب.
في نهاية العصر البرمي قبل 252 مليون سنة ، تعرضت الأرض للدمار بسبب الانقراض الجماعي الذي قضى على أكثر من 90٪ من الأنواع على الكوكب. على عكس الانقراضات الجماعية الأخرى ، كان التعافي من “الموت العظيم” بطيئًا: استغرق الأمر ملايين السنين حتى تتم إعادة إسكان الكوكب واستعادة تنوعه.
الآن ، ربما اكتشف العلماء سبب تأخير تعافي الأرض. اختفت مجموعة من الكائنات البحرية الدقيقة تسمى Radiolarians في أعقاب الانقراض. أدى غيابها إلى تغيير الكيمياء الجيولوجية البحرية جذريًا ، مما أتاح نوعًا من تكوين الطين الذي أطلق ثاني أكسيد الكربون. وأوضح العلماء في بحث نُشر في 3 أكتوبر / تشرين الأول في المجلة أن إطلاق ثاني أكسيد الكربون هذا كان سيبقي الغلاف الجوي دافئًا والمحيطات حمضية ، مما يؤدي إلى إبطاء انتعاش الحياة. علوم الأرض الطبيعية (يفتح في علامة تبويب جديدة).
قال المؤلف المشارك في الدراسة كليمان باتاي ، وهو الآن أستاذ علوم الأرض والبيئة في جامعة أوتاوا في كندا ، إن هذه كانت ظروفًا قاسية لم نشهدها على الأرض منذ مئات الملايين من السنين ، قبل ظهور الحياة على نطاق واسع. العلوم الحية.
قال باتاي: “إنه يظهر فقط مقدار ما لا نعرفه عن هذه الدورات البيوجيوكيميائية وكيف أن تغييرًا طفيفًا يمكن أن يؤدي إلى خلل في توازن النظام بسرعة كبيرة”.
أرض غير ودية
عمل باتاي على البحث كباحث ما بعد الدكتوراه في مختبر Xiao-Ming Liu ، عالم الكيمياء الجيولوجية بجامعة نورث كارولينا في تشابل هيل. كان الباحثون يحاولون فهم التغيرات في مناخ الأرض في نهاية العصر البرمي (منذ 298.9 مليون إلى 251.9 مليون سنة) وبداية العصر الترياسي (منذ 251.9 مليون إلى 201.3 مليون سنة). في ذلك الوقت ، تم ضم جميع القارات إلى كتلة أرضية واحدة ضخمة تسمى بانجيا، وكتلة ضخمة من البراكين المعروفة باسم الفخاخ السيبيريّة كانت تتسبب في ارتفاع درجة حرارة الكوكب غازات الاحتباس الحراري، ربما ساهم في حدث الانقراض الذي أدى إلى وفاة كل شيء تقريبًا.
أراد الفريق دراسة عملية تسمى التجوية الكيميائية – عندما تتحلل الصخور على الأرض وتطلق الكالسيوم ، مما يؤدي إلى تآكل المحيطات. هناك ، يتحد الكالسيوم مع ثاني أكسيد الكربون (CO2) لتكوين صخور الكربونات. كلما كان المناخ أكثر دفئًا ، حدث التجوية الأسرع ، لأن التفاعلات الكيميائية تحدث بشكل أسرع في درجات الحرارة الأكثر دفئًا والمزيد من المياه المتدفقة يعني المزيد من التآكل. قال باتاي إن هذا يخلق حلقة تغذية راجعة تحافظ على درجات الحرارة العالمية تحت السيطرة: عندما يكون الطقس أكثر دفئًا ويكون التجوية أسرع ، يتدفق المزيد من ثاني أكسيد الكربون إلى البحر ويتم حبسه في صخور المحيط ، مما يساعد على تبريد المناخ. عندما يبرد المناخ ، تتباطأ التجوية ويقل كمية ثاني أكسيد الكربون المحبوسة في صخور المحيط ، مما يمنع الأشياء من البرودة الشديدة.
لكن هناك عملية أخرى يمكن أن تحدث في المحيط ، تسمى التجوية العكسية. يحدث هذا عندما تكون السيليكا المعدنية وفيرة وتشكل طينًا جديدًا في قاع المحيط. أثناء التجوية العكسية ، تطلق هذه الطين ثاني أكسيد الكربون أكثر مما يمكن لصخور الكربونات أن تلتقطه.
السيليكا ليست وفيرة في محيطات اليوم لأن الكائنات الحية الدقيقة من العوالق تنتزعها لتكوين أصدافها ، لذلك لا يحدث الكثير من التجوية العكسية. وبالمثل ، في العصر البرمي ، استحوذت كائنات دقيقة تسمى Radiolarians على كل السيليكا تقريبًا ، وبالتالي أبقت التجوية العكسية إلى أدنى حد ممكن.
تحول مفاجئ
ومع ذلك ، ربما تغير كل ذلك في نهاية العصر البرمي وبداية العصر الترياسي. في هذه المرحلة ، اختفت الصخور الغنية بالسيليكا المصنوعة من قذائف إشعاعية لا حصر لها ، مما يشير إلى أن الراديولاريان ربما يكون قد تم استنشاقه. في الوقت نفسه ، وجد باتايلي وليو وزملاؤهم أن توازن أنواع معينة من الجزيئات في صخور المحيط قد انتهى.
كان الباحثون يدرسون نسب نظائر الليثيوم. النظائر هي نسخ من عنصر لها أوزان ذرية مختلفة قليلاً عن القاعدة لأنها تحتوي على أعداد مختلفة من النيوترونات في نواتها. بسبب أوزانها المختلفة ، يتم تناول نظائر الليثيوم المختلفة بنسب مختلفة عند تكوين طين جديد ، والذي يحدث في التجوية العكسية. وجد الباحثون أن بعض نظائر الليثيوم اختفت فعليًا من المحيط قبل الموت العظيم ولم تتعافى لمدة 5 ملايين سنة في العصر الترياسي. قال باتاي إن هذا يرسم صورة لعالم أدى فيه فقدان الراديولاريين إلى وجود محيط مليء بالسيليكا ، مما يسمح بحدوث التجوية العكسية. يمكن أن يكون ثاني أكسيد الكربون المنبعث من التجوية العكسية قد طغى على التجوية الكيميائية المسببة لثاني أكسيد الكربون التي حدثت في ذلك الوقت ، وبالتالي أبقت المناخ مشبع بالبخار. في ظل هذه الظروف ، كانت الحياة ستكافح.
قالت هانا جوريكوفا ، عالمة الكيمياء الحيوية البحرية بجامعة سانت أندروز في اسكتلندا ، إن هذا هو أول دليل مباشر على حدوث التجوية العكسية في هذا الوقت. لم تشارك Jurikova في البحث ، لكنها كتبت الافتتاحية المصاحبة للورقة (يفتح في علامة تبويب جديدة) في مجلة Nature Geoscience.
قالت يوريكوفا لـ Live Science: “من الواضح أن هناك الكثير من العمل الذي يتعين القيام به ، لكنها نوع من النظرية الأنيقة”.
من بين الأسئلة التي لم يتم الإجابة عليها بعد ، ما الذي قتل الراديولاريين؟ قالت جوريكوفا إن الأدلة تظهر أن التجوية العكسية بدأت قبل بضعة ملايين من السنين قبل الانقراض الجماعي ، مما يشير إلى أن هذه الكائنات الحية الدقيقة ربما كانت تكافح بالفعل قبل أن تفعل الفخاخ السيبيرية أسوأ ما لديها. ربما أصبحت الظروف صعبة للحياة حتى قبل الانفجارات البركانية التي تطفئ الحياة.
قالت جوريكوفا: “لقد كنا تقليديًا متحمسين حقًا بشأن الانقراض الجماعي ومحاولة التكبير بقدر ما نستطيع ، ولكن ربما نجد أنه يتعين علينا التصغير.”
