قد يكون تطور جذور الأشجار قد تسبب في سلسلة من الانقراضات الجماعية ، وفقًا لبحث جديد.
يجد الجيولوجيون أوجه تشابه بين أحداث الانقراض القديمة على نطاق عالمي والتهديدات الحديثة لمحيطات الأرض.
سلسلة من الانقراضات الجماعية التي هزت محيطات الأرض خلال العصر الديفوني منذ أكثر من 300 مليون سنة قد تكون ناجمة عن تطور جذور الأشجار. هذا وفقًا لدراسة بحثية أجراها علماء من جامعة إنديانا في جامعة إنديانابوليس بوردو (IUPUI) ، جنبًا إلى جنب مع زملاء من المملكة المتحدة.
تم الإبلاغ عن دليل على هذه النظرة الجديدة لفترة متقلبة بشكل ملحوظ في عصور ما قبل التاريخ على الأرض في 9 نوفمبر في المجلة العلمية نشرة الجمعية الجيولوجية الأمريكية. وهي واحدة من أقدم المنشورات وأكثرها احترامًا في مجال الجيولوجيا. قاد الدراسة غابرييل فيليبيلي ، أستاذ علوم الأرض في كلية IUPUI للعلوم ، وماثيو سمارت ، دكتوراه. طالب في معمله وقت الدراسة.
وقال فيليبيلي: “يُظهر تحليلنا أن تطور جذور الأشجار قد غمر المحيطات الماضية بالمغذيات الزائدة ، مما تسبب في نمو طحالب هائل”. “إن تكاثر الطحالب السريع والمدمّر من شأنه أن يستنفد معظم الأكسجين في المحيطات ، مما يؤدي إلى الانقراض الجماعي الكارثي”.
يجمع العلماء عينات صخرية من جزيرة Ymer في شرق جرينلاند ، وهي واحدة من العديد من المواقع التي قدم تحليلها نظرة ثاقبة على التركيب الكيميائي لقيعان بحيرة Devonian. الائتمان: جون مارشال ، جامعة ساوثهامبتون
الفترة الديفونية ، التي حدثت منذ 419 إلى 358 مليون سنة ، قبل أن تتطور الحياة على الأرض ، معروفة بأحداث الانقراض الجماعي ، والتي تشير التقديرات إلى أن ما يقرب من 70 ٪ من الحياة على الأرض قد هلكت.
العملية الموصوفة في الدراسة – المعروفة علميًا باسم التخثث – تشبه بشكل ملحوظ الظاهرة الحديثة ، وإن كانت على نطاق أصغر ، والتي تغذي حاليًا “مناطق ميتة” شاسعة في البحيرات العظمى و خليج المكسيكلأن المغذيات الزائدة من الأسمدة والجريان السطحي الزراعي الأخرى تؤدي إلى تكاثر الطحالب الضخمة التي تستهلك كل الأكسجين في الماء.
الفرق هو أن هذه الأحداث الماضية كانت على الأرجح مدفوعة بجذور الأشجار ، التي سحبت المغذيات من الأرض خلال فترات النمو ، ثم ألقيتها فجأة في مياه الأرض خلال فترات الاضمحلال.
قال فيليبيلي إن النظرية تستند إلى مزيج من الأدلة الجديدة والقائمة.
غابرييل فيليبلي. الائتمان: ليز كاي ، جامعة إنديانا
استنادًا إلى التحليل الكيميائي للرواسب الحجرية من قيعان البحيرات القديمة – التي لا تزال بقاياها موجودة في جميع أنحاء العالم ، بما في ذلك العينات المستخدمة في الدراسة من مواقع في جرينلاند وقبالة الساحل الشمالي – شرق اسكتلندا – تمكن الباحثون من تأكيد دورات و مستويات منخفضة من الفوسفور ، وهو عنصر كيميائي موجود في جميع أشكال الحياة على الأرض.
كما كانوا قادرين على تحديد الدورات الرطبة والجافة بناءً على علامات “التجوية” – أو تكوين التربة – الناجم عن نمو الجذور ، مع زيادة التجوية التي تشير إلى الدورات الرطبة مع المزيد من الجذور وتقليل التجوية التي تشير إلى الدورات الجافة ذات الجذور الأقل.
ماثيو سمارت. الائتمان: الصورة بإذن من ماثيو سمارت
والأهم من ذلك ، وجد الفريق أن دورات الجفاف تزامنت مع ارتفاع مستويات الفوسفور ، مما يشير إلى أن الجذور المحتضرة كانت تطلق مغذياتها في مياه الكوكب خلال هذه الأوقات.
قال سمارت: “ليس من السهل النظر إلى ما يزيد عن 370 مليون سنة في الماضي”. “لكن الصخور لها ذاكرة طويلة ، ولا تزال هناك أماكن على الأرض حيث يمكنك استخدام الكيمياء كمجهر لكشف ألغاز العالم القديم.”
بالنظر إلى دورات الفوسفور التي تحدث بالتزامن مع تطور الجذور الأولى للأشجار – سمة من سمات الأركيوبتريسأيضًا أول نبات ينمو أوراقًا ويصل ارتفاعه إلى 30 قدمًا – تمكن الباحثون من تحديد تسوس جذر الشجرة باعتباره المشتبه به الرئيسي وراء أحداث الانقراض الديفوني.
قال فيليبيلي ، لحسن الحظ ، لا تسبب الأشجار الحديثة دمارًا مشابهًا لأن الطبيعة طورت منذ ذلك الحين أنظمة لتعويض تأثير تحلل الأخشاب. كما يحتفظ عمق التربة الحديثة بمغذيات أكثر مقارنة بطبقة التربة الرقيقة التي غطت الأرض القديمة.
لكن الديناميكيات التي تم الكشف عنها في الدراسة تلقي الضوء على التهديدات الأخرى الأكثر حداثة للحياة في محيطات الأرض. لاحظ مؤلفو الدراسة أن آخرين جادلوا بأن التلوث الناجم عن الأسمدة والسماد والنفايات العضوية الأخرى ، مثل مياه الصرف الصحي ، قد وضع محيطات الأرض على “حافة نقص الأكسجين” ، أو نقص كامل في الأكسجين.
قال فيليبيلي: “هذه المعلومات الجديدة حول النتائج الكارثية للأحداث الطبيعية في العالم القديم قد تكون بمثابة تحذير حول عواقب الظروف المماثلة الناتجة عن النشاط البشري اليوم”.
المرجع: “الإفراج المعزز للمغذيات الأرضية أثناء ظهور وتوسيع غابات ديفون: دليل من الفوسفور اللاكستري والتسجيلات الجيوكيميائية” بقلم ماثيو إس سمارت ، وغابرييل فيليبيلي ، وويليام ب. 9 ، 2022 ، نشرة GSA.
DOI: 10.1130 / B36384.1
المؤلفون الآخرون للمقال هم William P. Gilhooly III من IUPUI وجون مارشال وجيسيكا وايتسايد من جامعة ساوثهامبتون بالمملكة المتحدة. سمارت حاليا أستاذ مساعد لعلوم المحيطات في الأكاديمية البحرية الأمريكية. تم تمويل هذه الدراسة جزئيًا من قبل مؤسسة العلوم الوطنية.
