متى تشكل برزخ بنما بين أمريكا الشمالية والجنوبية؟
بصرف النظر عن تشكيلات القارة العملاقة ، لم تكن أمريكا الشمالية والجنوبية مترابطة حتى عدة ملايين من السنين. ثم ربطت شريحة صغيرة من الأرض القارات ، مما تسبب في تأثيرات أثرت على الكوكب بأكمله. هذا الامتداد الصغير من الأرض ، المعروف باسم برزخ بنما ، غير المناخ العالمي وأطلق تجربة طبيعية ضخمة في هجرة النباتات والحيوانات.
ولكن كم مليون سنة بالضبط تم الارتباط بين الأمريكتين؟ يعود تاريخ “النموذج القياسي” إلى حوالي 3 ملايين سنة ، بينما تشير بعض الدراسات الحديثة إلى 6 ملايين إلى 15 مليون سنة ، مع وجود “جسر بري أولي” منذ 23 مليون سنة ، وفقًا لتقرير صدر عام 2016 في المجلة. تقدم العلم (يفتح في علامة تبويب جديدة).
“لا يزال الأمر مثيرًا للجدل ،” كاميلو مونتيس (يفتح في علامة تبويب جديدة)قال عالم الجيولوجيا الإنشائية بجامعة جبال الأنديز في بوغوتا بكولومبيا لـ Live Science.
متعلق ب: كيف نعرف كم عمر الأرض؟
برزخ بنما يظهر على الخريطة
نشأ الجسر البري البنمي بسبب القوى التكتونية. تغطي قطع كبيرة من القشرة تسمى الصفائح التكتونية الطبقة الخارجية للأرض ، وتتصادم مع بعضها البعض لبناء سلاسل جبلية وتفككها لتكوين أحواض المحيطات. قال مونتيس إن البرزخ تشكل عندما انحصرت الصفيحة التكتونية الكاريبية بين الصفائح التي تحمل الأمريكتين. أدى النشاط التكتوني الناتج إلى رفع قاع البحر أثناء تكوين البراكين التي اخترقت سطح المحيط كجزر ، وفقًا لـ مرصد ناسا الأرض (يفتح في علامة تبويب جديدة). على مدى ملايين السنين ، امتلأت الرواسب الناتجة عن تيارات المحيط في الفراغات بين الجزر ، حتى تشكل الجسر البري كما نعرفه. قطع هذا الجسر الأرضي الذي يبدو صغيراً شمال المحيط الأطلسي عن شمال المحيط الهادئ ، مما أدى إلى تغيير تيارات المحيط.
أثبت البرزخ الذي أعقب ذلك أنه تحول ، حيث أجبر تيارًا استوائيًا دافئًا من خليج المكسيك إلى المحيط الأطلسي وأعلى ساحل أمريكا الشمالية باسم تيار الخليج. أدت التغييرات الأخرى المرتبطة بالتيار الأطلسي إلى زيادة ملوحة المحيط الأطلسي ، مما أدى إلى زيادة دوران الملوحة الحرارية العالمية (تعني كلمة يونانية “الحرارة” بالإضافة إلى “الملح”) ، وفقًا لدراسة Science Advances.
“سبب وجود المناخ الذي نعيشه اليوم هو ارتفاع البرزخ” كارلوس جاراميلو (يفتح في علامة تبويب جديدة)، وهو عالم في معهد سميثسونيان لأبحاث المناطق المدارية ، قال لـ Live Science. فقط من 30 إلى 120 ميلاً (50 إلى 200 كيلومتر) عرضها وطولها حوالي 400 ميل (640 كم) ، “أثرت هذه القطعة الصغيرة جداً من الأرض على مناخ الكوكب بأسره”.
الطريق السريع البيولوجي
قدم البرزخ أيضًا ممرًا شديد الأهمية للكائنات الحية من قارة إلى أخرى. كانت نتيجة التبادل الحيوي الأمريكي العظيم (GABI) “تجربة ضخمة في الغزو البيولوجي” ، وفقًا لدراسة أجريت عام 2020 في المجلة. PNAS (يفتح في علامة تبويب جديدة) بواسطة جاراميلو وزملائه.
مخلوقات أمريكا الشمالية الحالية مثل فرجينيا أوبوسوم (ديدلفيس فيرجينيانا) وحيوانات النيص نشأت من مهاجرين من أمريكا الجنوبية ، بينما سافر “أسلاف الدببة والقطط والكلاب والخيول واللاما والراكون” في الاتجاه الآخر ، وفقًا لمرصد الأرض. وفي الوقت نفسه ، عزل البرزخ مجموعات المحيطات الممتزجة سابقًا والتي تطورت بعد ذلك بشكل مستقل.
النموذج القياسي
نشأ النموذج القياسي من البحث في السبعينيات ، وفقًا لدراسة Science Advances. يتضمن ذلك دراسة عام 1978 في المجلة جيولوجيا (يفتح في علامة تبويب جديدة) فحصت الحفريات من أعماق البحار ؛ وجدت أن الأنواع البحرية أصبحت معزولة على جانبي البرزخ منذ حوالي 3 ملايين سنة. على مدى العقود التالية ، أكدت الدراسات اللاحقة هذا الجدول الزمني ، وفقًا لتقرير Science Advances.
كما دعمت المواعدة التقليدية لـ GABI هذا التقدير ، وفقًا لدراسة أجريت عام 2013 في نشرة علوم البحار (يفتح في علامة تبويب جديدة) مجلة. استخدم العلماء بيانات الأحافير الحيوانية بشكل أساسي لتحديد توقيت GABI ، وفقًا لدراسة أجريت عام 2010 في علم البيئة (يفتح في علامة تبويب جديدة) مجلة. أفضل تأريخ لهذه الحفريات هو موقعها في طبقات الصخور ، وفقًا لمراجعة نُشرت عام 2008 في المجلة علم الأحياء القديمة وعلم المناخ القديم (يفتح في علامة تبويب جديدة).
ربط العلماء أيضًا إغلاق البرزخ بـ توقيت التبريد العالمي القديم. لاحظ الباحثون أن تكوين الصفيحة الجليدية والتبريد المرتبط بها تزامنا مع الوقت الذي كان يعتقد أن البرزخ قد تشكل فيه (وفقًا للأدلة الأحفورية) ، وفقًا لمراجعة عام 2008. لذلك افترضوا أن هذا التبريد مرتبط بالتغيرات في التيارات التي يسببها البرزخ. على سبيل المثال ، قال بعض الباحثين إن تيار الخليج ، من خلال حمل المزيد من الرطوبة إلى القطب الشمالي ، أدى إلى جليد بحري إضافي ، مما يعكس المزيد من ضوء الشمس ويسبب التبريد ، وفقًا لـ معهد وودز هول لعلوم المحيطات (يفتح في علامة تبويب جديدة).
تحديات تاريخ البرزخ
منشور عام 2015 من قبل مونتيس وزملائه في المجلة علوم (يفتح في علامة تبويب جديدة) تحدى هذا الرأي التقليدي. بلورات تسمى سافر الزركون في الأنهار من بنما الحديثة إلى كولومبيا قبل 15 مليون إلى 13 مليون سنة ، كشفت الدراسة عن وجود صلة أرضية. في وقت لاحق ، دراسة 2015 عن الأحافير ودليل الحمض النووي في المجلة PNAS (يفتح في علامة تبويب جديدة) وجدت “موجات كبيرة” من الكائنات البرية تعبر القارات منذ 20 مليون و 6 ملايين سنة.
بعد ذلك بوقت قصير ، عمدت دراسة Science Advances لعام 2016 إلى صد تلك التحديات من خلال “مراجعة شاملة وإعادة تحليل”. وجدت اختلاطًا بين المياه السطحية وجينات الحيوانات البحرية من جانبي البرزخ حتى حوالي 3 ملايين سنة مضت. بالإضافة إلى ذلك ، فقد حددت توقيتات هجرات GABI الهائلة للثدييات البرية في بداية تلك النقطة.
استمرت الأبحاث الحديثة في تحدي النموذج القياسي. مراجعة لجاراميلو في الكتاب “الجبال والمناخ والتنوع البيولوجي (يفتح في علامة تبويب جديدة)“(Wiley-Blackwell ، 2018) يدافع عن جدول زمني أكثر انتشارًا لـ GABI ويتحدى الروابط بين إغلاق البرزخ منذ ما يقرب من 3 ملايين سنة والدوران الحراري الملحي. وقال جاراميلو إن بعض الاكتشافات الجيولوجية الحديثة تضيف دعمًا لرابط أقدم.
يمكن أن يكون للإغلاق المبكر عواقب وخيمة على مختلف المجالات. قد تشير إلى أن العلماء بحاجة إلى تفسير جديد للتبريد العالمي قبل 3 ملايين سنة. وقد حفز أيضًا بعض علماء الأحياء على إعادة فحص “الساعات الجزيئية” المستخدمة لتقدير الجداول الزمنية للتطور والتي غالبًا ما يتم معايرتها وفقًا لولادة البرزخ. “لقد أدركوا أن … سلالاتهم [branching diagrams of evolutionary relationships] يمكن أن يكون مختلفًا كثيرًا وأقدم كثيرًا ، “قال مونتيس.
