في نهاية العصر البرمي -قبل 252 مليون سنة- تعرضت الأرض للدمار بسبب انقراض جماعي دمرها
أرض غير ودية
وكجزء من الدراسة، حاول العلماء فهم كيفية حدوث ذلكتغير مناخ الأرض في نهاية العصر البرمي - من 298.9 مليون إلى 251.9 مليون سنة مضت، وفي بداية العصر الترياسي - من 251.9 مليون إلى 201.3 مليون سنة مضت. ثم كانت جميع القارات عبارة عن كتلة أرضية ضخمة واحدة - بانجيا، وكانت مجموعة كبيرة من البراكين السيبيرية تنفجر. ونتيجة لذلك، دخلت غازات الدفيئة الدافئة إلى الغلاف الجوي. ووفقا لنظرية العلماء، فقد ساهم ذلك في الانقراض العالمي.
ما هو التجوية الكيميائية؟
مع أخذ كل هذه العوامل في الاعتبار، العلماءدرس عملية التجوية الكيميائية. ثم تتفتت الصخور الموجودة على الأرض وتطلق الكالسيوم، الذي ينجرف إلى المحيطات. وهناك يتحد مع ثاني أكسيد الكربون (CO₂)، ليشكل صخورًا كربونية. كلما كان المناخ أكثر دفئا، تحدث التجوية بشكل أسرع.
يوضح هذا الرسم التوضيحي نسبة البحريةالحيوانات التي انقرضت في نهاية العصر البرمي، حسب خطوط العرض، من النموذج (الخط الأسود) ومن السجل الأحفوري (النقاط الزرقاء). لون الماء يوضح التغير في درجة الحرارة: اللون الأحمر يعني الأكثر احترارا والأصفر على الأقل. وفي الأعلى توجد قارة بانجيا العملاقة، والتي تظهر ثورانات بركانية ضخمة تطلق ثاني أكسيد الكربون. وتمثل الصور الموجودة أسفل الخط بعضًا من 96% من الأنواع البحرية التي ماتت خلال هذا الحدث. بن وكيرتس دويتش، جامعة واشنطن
النقطة المهمة هي أن التفاعلات الكيميائية تحدثبشكل أسرع عند درجات الحرارة المرتفعة، والمياه الجارية تسبب المزيد من التآكل. وفي نهاية المطاف، يؤدي هذا إلى إنشاء حلقة من ردود الفعل التي تحافظ على درجات الحرارة العالمية تحت السيطرة. عندما يصبح الجو أكثر دفئًا وتحدث التجوية بشكل أسرع، يدخل المزيد من ثاني أكسيد الكربون إلى البحر ويحتجز في صخور المحيط، مما يساعد على تبريد المناخ. عندما يحدث هذا، تتباطأ عملية التجوية ويتراكم كمية أقل من ثاني أكسيد الكربون في صخور المحيط، مما يمنعها من البرودة الشديدة.
كيف تعمل العملية العكسية؟
ولكن هناك عملية أخرى يمكنها ذلكتحدث في المحيط، والمعروفة باسم التجوية العكسية. يحدث هذا عندما يشكل معدن السيليكا طينًا جديدًا في قاع المحيط. خلال هذه العملية، يطلق الطين كمية ثاني أكسيد الكربون أكثر مما تستطيع الصخور الكربونية التقاطه.
في المحيطات الحديثة لا يوجد الكثير منهاالسيليكا لأن الكائنات العوالق الصغيرة تمتصه (وهو ضروري لنمو القشرة)، لذلك لا تحدث التجوية العكسية. وبالمثل، خلال العصر البرمي، امتصت الكائنات الحية الدقيقة - الراديولاريا - كل السيليكا تقريبًا، مما أدى إلى تقليل التجوية العكسية إلى الحد الأدنى.
التوازن الدقيق
ومع ذلك، كل هذا يمكن أن يتغير في النهايةالعصر البرمي والفترات الترياسية المبكرة. عند هذه النقطة، اختفت الصخور الغنية بالسيليكا، والتي تتكون من عدد لا يحصى من الأصداف الإشعاعية. وفي الوقت نفسه، اكتشف العلماء أن توازن بعض المتغيرات الجزيئية في صخور المحيطات كان «خارجًا عن السيطرة».
نموذج للأشعة الراديوية في متحف سميثسونيان للتاريخ الطبيعي.
الصورة مجاملة من Victoria Pickering - CC BY-NC-ND 2.0 flickr.
وكجزء من الدراسة، درس علماء الأحياء العلاقاتنظائر الليثيوم. النظائر هي نسخ من عنصر ذو وزن ذري مختلف قليلًا عن المعيار لأنه يحتوي على أعداد مختلفة من النيوترونات في نواته. ونظرًا لاختلاف أوزانها، يتم امتصاص بعض نظائر الليثيوم بنسب مختلفة عند تكوين طين جديد، وهو ما يحدث أثناء التجوية العكسية.
ماذا اكتشف العلماء؟
واتضح أن بعض نظائر الليثيوماختفت فعليًا من المحيط قبيل الموت العظيم ولم تتعافَ لمدة 5 ملايين سنة خلال العصر الترياسي. وفي نهاية المطاف، أدى فقدان العناصر الإشعاعية إلى امتلاء المحيط بالسيليكا، مما أدى إلى حدوث تجوية عكسية. يمكن لثاني أكسيد الكربون المنطلق نتيجة لهذه العملية أن يتغلب على التجوية الكيميائية، والتي كانت مسؤولة أيضًا عن حبس ثاني أكسيد الكربون، وبالتالي الحفاظ على مناخ حار جدًا. في مثل هذه الظروف يكون وجود الحياة صعبا للغاية.
ما هو الحد الأدنى؟
لتلخيص ذلك، اكتشف العلماء ما الذي تأخراستعادة الأرض. كل ذلك بسبب الإشعاعات الراديوية التي اختفت بعد انقراضها. أدى غيابها إلى تغيير جذري في الكيمياء الجيولوجية البحرية، مما سمح بتكوين نوع من الطين الذي أطلق ثاني أكسيد الكربون. ومن شأن إطلاق ثاني أكسيد الكربون أن يحافظ على درجة حرارة الغلاف الجوي وحموضة المحيطات، وبالتالي إبطاء انتعاش الحياة. حتى التغيير البسيط جدًا يمكن أن يؤدي بسرعة كبيرة إلى عدم توازن النظام الهش.
قراءة المزيد:
تم إنشاء مفاعل نووي مضغوط لإنتاج طاقة آمنة
تم العثور على هياكل غير عادية على حافة النظام الشمسي. لم يكن هناك سوى فويجرز.
الثقب الأسود "بصق" النجم الممزق بعد ثلاث سنوات من البلع
على الغلاف:رسم توضيحي لبداية الانقراض الجماعي في العصر البرمي-الثلاثي، استنادًا إلى النتائج التي توصل إليها يوريكوفا وآخرون (2020)، المنشورة في مقال بمجلة Nature. تحمض المحيطات وانقراض الحياة البحرية في سطح المحيط بسبب إطلاق كميات كبيرة من البراكين ثاني أكسيد الكربون من ديكرفيد السيبيري، رسم ديفيد آدم يورينو (PaleoFactory، جامعة سابينزا في روما) للمقال الذي كتبته يوريكوفا وزملاؤها