أدلة جديدة تغير الأفكار الأساسية حول تاريخ مناخ الأرض.. خمسة سجلات بيانات فريدة من أنواع صخور مختلفة

سطح الأرض شهد درجات حرارة مرتفعة للغاية لملياري سنة مع تمتعها بمناخ مستقر ومعتدل نسبيا

تحل دراسة جديدة نُشرت في مجلة Science نقاشًا علميًا طويل الأمد، ومن المتوقع أن تغير تمامًا طريقة تفكيرنا حول تطور مناخ الأرض.

يفضح البحث فكرة أن سطح الأرض (عبر البر والبحر) قد شهد درجات حرارة مرتفعة للغاية على مدى ملياري سنة الماضية. وبدلا من ذلك، فإنه يوضح أن الأرض كانت تتمتع بمناخ مستقر ومعتدل نسبيا.

تعتبر درجة الحرارة عنصر تحكم مهم في التفاعلات الكيميائية التي تحكم الحياة وبيئتنا، سيكون لهذا العمل الرائد آثار كبيرة على العلماء الذين يعملون على نماذج مناخية أو أسئلة تحيط بالتطور البيولوجي والمناخي.

يقول عالم الكيمياء الجيولوجية بجامعة وايكاتو والمؤلف الرئيسي الدكتور تيري إيسون: “يمكن أن تساعدنا معرفة درجات الحرارة في الماضي على فهم كيفية عمل النظام المناخي للأرض وتوفير نظرة ثاقبة للظروف التي سمحت بنشوء الحياة وتطورها”.

طريقة لفهم العمليات التي تنظم مناخ الأرض

فهم درجات الحرارة الماضية وتطور الحياة ليس تمرينًا في التاريخ أو فضولًا فكريًا خالصًا، يعد البحث عن المناخ الماضي أمرًا مهمًا للباحثين الذين يتطلعون إلى فهم المناخ الحالي والسيناريوهات المستقبلية طويلة المدى.

أضاف إيسون “لا يمكننا استخدام كوكبنا كمختبر واسع النطاق، إن النظر إلى الماضي يوفر طريقة لفهم العمليات التي تنظم مناخ الأرض”.

أساليب جديدة

اعتمدت طالبة الدكتوراة صوفيا روزي، مع في العمل د. إيسون، أساليب جديدة لإلقاء الضوء على تاريخ درجة حرارة سطح الأرض .

واستخدموا خمسة سجلات بيانات فريدة مستمدة من أنواع مختلفة من الصخور بما في ذلك الصخر الزيتي وأكسيد الحديد والكربونات والسيليكا والفوسفات. تضم هذه السجلات “الجيوكيميائية” مجتمعة أكثر من 30 ألف نقطة بيانات تغطي تاريخ الأرض الذي يمتد لمليارات السنين.

حتى الآن، تعد الدراسة هي التجميع والتفسير الأكثر شمولاً لواحد من أقدم السجلات الجيوكيميائية – نظائر الأكسجين . نظائر الأكسجين هي أشكال مختلفة من عنصر الأكسجين، كما أنها أول دراسة تستخدم جميع السجلات الخمسة الموجودة لرسم “خريطة” متسقة لدرجة الحرارة عبر جزء هائل من الزمن الجيولوجي.

يقول الدكتور إيسون: “من خلال مزاوجة سجلات نظائر الأكسجين من معادن مختلفة، تمكنا من التوفيق بين التاريخ الموحد لدرجة الحرارة على الأرض والذي يكون متسقًا عبر جميع السجلات الخمسة، والتركيب النظائري للأكسجين لمياه البحر”.

المحيطات المبكرة كانت ساخنة

وتدحض الدراسة الأفكار القائلة، بأن المحيطات المبكرة كانت ساخنة مع درجات حرارة أعلى من 60 درجة مئوية قبل ما يقرب من نصف مليار سنة مضت، قبل ظهور الحيوانات والنباتات البرية، تشير البيانات إلى أن المحيط المبكر كان مستقرًا ومعتدلًا نسبيًا، ودرجات حرارة تبلغ حوالي 10 درجات مئوية، مما يقلب التفكير الحالي حول البيئة التي تطورت فيها الحياة المعقدة.

أنتج هذا العمل أول سجل على الإطلاق لتطور وفرة الطين الأرضية (البرية) والبحري عبر تاريخ الأرض. هذا هو أول دليل مباشر على وجود صلة وثيقة بين تطور النباتات، والمخلوقات البحرية التي تصنع الهياكل العظمية والأصداف من السيليكا (أشكال الحياة السيليكية)، وتكوين الطين، والمناخ العالمي.

كيفية استجابة الحياة للمناخ على الأرض

يقول الدكتور إيسون: “تشير النتائج إلى أن عملية تكوين الطين ربما لعبت دورًا رئيسيًا في تنظيم المناخ على الأرض المبكرة والحفاظ على الظروف المعتدلة التي سمحت بتطور وانتشار الحياة على الأرض”.

بشكل عام، يقدم العمل أدلة جديدة على مناخ الأرض والتاريخ الجيوكيميائي الذي يحتاج إلى فهم أفضل لإعلام وتحديث الأفكار والأبحاث الحالية حول المناخ والتطور.

ويخلص الدكتور إيسون إلى أن “النتائج تزودنا بحافز لتعميق فهمنا لكيفية استجابة الحياة للمناخ على الأرض وتشكيله”.