منذ أكثر من 370 مليون سنة، حدث تطور بيولوجي كبير في العصر الديفوني، لكنه انتهى بحدث الانقراض الجماعي. يشير بحث جديد إلى أن الانقراض الجماعي كان سببه النشاط البركاني وإزالة الأكسجين الناتج عن النباتات. يجمع هذا البحث بين تخصصات علمية متعددة لتسليط الضوء على أهمية تاريخ الأرض في حل المشاكل البيئية الحالية.
أظهرت دراسة جديدة أن مزيجًا من النشاط البركاني وعمليات تطهير المحيطات يدفع النظم البيئية للأرض إلى نقطة التحول. خلال العصر الديفوني قبل أكثر من 370 مليون سنة، ظهرت على الأرض أولى النباتات البذرية ذات التنوع الكبير والمليئة بالحياة البحرية. انتشرت عبر غندوانا ولوراسيا على شكل غابات كبيرة.
ومع ذلك، فإن حدث الانقراض الجماعي الذي حدث في نهاية هذه الحقبة كان مثيرًا للجدل منذ فترة طويلة. يعتقد بعض العلماء أن الانقراض الجماعي في العصر الديفوني المتأخر كان سببه الانفجارات البركانية الضخمة التي تسببت في التبريد العالمي. ويعتقد آخرون أن أحداث إزالة الأكسجين الهائلة الناجمة عن توسع النباتات البرية هي المسؤولة.
أحدث نتائج الأبحاث
مؤخرًا، نشر باحثون في IUPUI دراسة في مجلة Communications Earth & Environment تجادل بأن كلا العاملين يلعبان دورًا ويلفتان الانتباه إلى نقاط التحول البيئية التي تواجه كوكبنا اليوم.
يقول فيليبيلي وجيلهولي إن استنتاجات الدراسة تمنح الباحثين الكثير للتفكير فيه. خلال العصر الديفوني، كان للتطورات البيولوجية الجديدة على الأرض تأثير سلبي على الحياة البحرية. وأشار جيلهولي إلى أن أنشطة مثل جريان الأسمدة في المحيط، إلى جانب الحرارة الناتجة عن حرق الوقود الأحفوري، تعمل اليوم على تقليل مستويات الأكسجين في المحيط. وقال إن موقفًا مشابهًا كان له عواقب وخيمة خلال أواخر العصر الديفوني.
دروس تاريخية ودلالات حديثة
وقال جيلهولي: "على مدار تاريخ الأرض، أدت سلسلة من الابتكارات البيولوجية والأحداث الجيولوجية إلى إعادة تشكيل التنوع البيولوجي والظروف البيئية بشكل جذري في كل من المحيطات والأرض". "خلال العصر الديفوني، كان لاستراتيجية بيولوجية جديدة على الأرض تأثير سلبي على الحياة البحرية. وهذه ظاهرة مثيرة للقلق من منظور التغير العالمي والمناخي الحديث الناجم عن الأنشطة البشرية. يمكننا أن نتعلم الكثير من تاريخ الأرض لمساعدتنا في التفكير في الاستراتيجيات والإجراءات لتجنب نقاط التحول المستقبلية."
كما ساهم في البحث كازومي أوزاكي من معهد طوكيو للتكنولوجيا، وكريستوفر رينهارد من معهد جورجيا للتكنولوجيا، وجون مارشال من جامعة ساوثهامبتون، وجيسيكا وايتسايد من جامعة ولاية سان دييغو.
شارك في تأليف الدراسة أعضاء هيئة التدريس في كلية العلوم بجامعة IUPUI غابرييل فيليبيلي وويليام جيلهولي الثالث. المؤلف الأول هو ماثيو سمارت، الأستاذ المساعد لعلم المحيطات في الأكاديمية البحرية الأمريكية، والذي كان طالب دراسات عليا في مختبر فيليبيلي وقت إجراء البحث.
نتائج البحث وطرقه
هذه الدراسة هي الأولى التي توحد نظريتين متنافستين حول الانقراض الجماعي في العصر الديفوني المتأخر في مخطط سببي شامل. في الأساس، خلص الفريق إلى أن حدثين يجب أن يحدثا في وقت واحد حتى يحدث الانقراض الجماعي: ثوران بركاني هائل وإزالة الأكسجين الناجم عن النباتات البرية التي تغسل العناصر الغذائية الزائدة في المحيط.
وقال فيليبيلي: "إن مفتاح حل هذا اللغز يكمن في تحديد ودمج توقيت وحجم الإشارات الجيوكيميائية التي حددناها باستخدام نماذج عالمية متطورة". "يكشف عمل النمذجة هذا أن حجم أحداث المغذيات التي نراها بناءً على السجل الجيوكيميائي يمكن أن يؤدي إلى حدث انقراض هائل للمحيطات، ولكن مدة الحدث ستتطلب تطور الجذر والنشاط البركاني للحفاظ على ظروف المحيط السامة للكائنات الحية."
قام الفريق، المكون من خبراء في علم الرواسب وعلم الحفريات والكيمياء الجيولوجية والكيمياء الجيولوجية الحيوية والنمذجة الرياضية، بالحفر عميقًا لإجراء تحليلات جيوكيميائية على مئات العينات المنتشرة في كل قارة. وتشمل هذه العينات عينات من جزيرة إمير في شرق جرينلاند، موطن بعض أقدم عينات الصخور على وجه الأرض.
وقال جيلهولي: "هذه العملية متعددة التخصصات إلى حد كبير". "هذا المزيج من الخبرة خلق طريقة صارمة لجمع العينات، وربط التسلسلات عبر الزمن، والحصول على البيانات الكيميائية، واستخدام النماذج الجيوكيميائية لاختبار فرضيات العمل حول التأثيرات النسبية للعوامل البيولوجية - النباتية - والكيميائية - البركانية - التي تسبب الانقراضات الجماعية. ويبين تحليلنا أنه كان هناك مزيج أكبر بكثير من العوامل المؤثرة من سيناريو إما أو".
المصدر المجمع: ScitechDaily