يمكن أن يساعدنا النبات الغريب في إعادة بناء مناخ الأرض القديمة

يمكن للنبات الغريب الذي كان موجودًا لأن الحيوانات التي سارت على الأرض لأول مرة أن تقطر الماء إلى حد كبير ، مما يجعله يشبه الماء من النيازك أكثر من الماء العادي من الأرض. بالإضافة إلى كونها مفتاحًا لفهم النظم الإيكولوجية اليوم ، فإن البقايا المتحجرة للمصنع يمكن أن تلقي الضوء على أنظمة المناخ والمياه للأرض عندما كانت الديناصورات على قيد الحياة.

تحتوي جميع ذرات الأكسجين تقريبًا في الماء على ثمانية نيوترونات ، لكن بعضها نادر وأثقل نظائر مع تسعة أو 10 نيوترونات. عندما يتبخر الماء ، تتبخر النظائر الأخف أكثر من تلك الأثقل ، مما يجعل النسبة تتغير في طرق يمكن التنبؤ بها. يمكن للعلماء استخدام هذا لتتبع تاريخ عينة مياه معينة ، مثل ما إذا كانت المياه تأتي من الأرض أو من الضباب ، أو مدى سرعة تمرير المياه عبر النبات ، أو الرطوبة التي عاشها النبات في الماضي.

ومع ذلك ، نظرًا لأن النظائر الأثقل تحدث في مثل هذه الكميات الصغيرة ، فمن الصعب جمع بيانات جيدة حول كيفية تغير نسبة النظير ، مما يجعل بعض الملاحظات صعبة على العلماء.

عند أخذ عينات من المياه من النباتات والحيوانات الصحراوية ، وجد زاكاري شارب في جامعة نيو مكسيكو وزملاؤه أن بياناتهم لا تتناسب مع ما كان متوقعًا من النماذج القائمة على القراءات المختبرية.

يعتقد Sharp وزملاؤه أنهم حلوا المشكلة بفضل النباتات غير العادية التي تسمى ذيل الحصان ، والتي نمت على الأرض منذ فترة ديفونيان ، منذ حوالي 400 مليون عام ، ولديها سيقان مجوفة مجزأة. يقول Sharp: “إنها أسطوانة عالية المستوى مع مليون فتحة ، متباعدة بالتساوي. إنها أعجوبة هندسية”. “لا يمكنك إنشاء أي شيء مثل هذا في مختبر.”

عندما يتحرك الماء إلى أعلى كل جزء من جذع ذيل الحصان ، فإنه يتبخر ، ويقطره عدة مرات أثناء مروره عبر النبات. قام Sharp وزملاؤه بأخذ عينات من الماء في العديد من النقاط على طول الجذع في ذيل الحصان الناعم (equisetum laevigatum) تنمو بالقرب من ريو غراندي في نيو مكسيكو.

بحلول الوقت الذي تصل فيه الماء إلى الجزء العلوي من الساق ، لا تشبه نسبة النظائر أي مياه أخرى موجودة على الأرض. “إذا وجدت هذه العينة ، أود أن أقول إن هذا من نيزك ، لأنه ليس من الأرض. ولكن في الواقع ، [the oxygen isotope ratios] “انتقل إلى هذه القيم المنخفضة المجنونة” ، قال شارب لمؤتمر Goldschmidt Geochemistry في براغ ، جمهورية التشيك ، في 7 يوليو.

من خلال قياسات ذيل الحصان هذه ، يمكن لـ Sharp وفريقه حساب كيفية تغير نسبة نظير المياه في ظل ظروف شبه مثالية ووضع هذه القيم في نماذجها لجعلها أكثر دقة.

عندما قاموا بإعادة النظر في بيانات مصنع الصحراء الخاصة بهم باستخدام هذه النماذج المحدثة ، كانت ملاحظاتهم قابلة للتفسير فجأة. يعتقد Sharp أن هذه القيم يمكن أن تفسر الملاحظات الأخرى التي يصعب تنفيذها ، خاصة في البيئات الصحراوية.

يقول Sharp إن ذيل الحصان القديمة – التي ترتفع إلى 30 مترًا ، أطول بكثير من أحفاد اليوم – قد توفر نسب نظائر أكثر تطرفًا ويمكن استخدامها لفهم أنظمة المياه والمناخات القديمة. الحبوب الصغيرة التي تشبه الرمل تسمى فيتوليث في جذع ذيل الحصان ، والتي يمكن أن تعيش حتى يومنا هذا ، تتوقيع نظائر مختلفة وفقًا لرطوبة الهواء ، لأن هذا سيؤثر على كمية التبخر. “يمكننا استخدام هذا كمقياس باليو [humidity measurer]يقول شارب: “إنه رائع جدًا”.