دور البراكين البحرية في نقص الأوكسجين التسبب في أكبر انقراض جماعي بحري.. القضاء على أكثر من 95% من الحياة على الأرض

الانقراضات الجماعية هي انخفاض عالمي سريع في التنوع البيولوجي للأرض، مع خمسة أحداث رئيسية تم تحديدها على مدار تاريخ الكوكب، يمكن القول إن أشهرها حدث منذ حوالي 66 مليون سنة خلال العصر الطباشيري، والذي أنهى عهد الديناصورات، ومع ذلك، فإن أكبر انقراض جماعي يعزى إلى العصر البرمي، حيث تشير التقديرات إلى أنه تم القضاء على أكثر من 95% من الحياة على الأرض.

لا يزال سبب هذا الحدث المدمر محل نقاش، مع المدافعين عن تأثير كويكب كبير تسبب في تصاعد الغبار إلى الغلاف الجوي، وحجب ضوء الشمس وتوليد أمطار حمضية، أو البراكين الكبيرة التي أطلقت كميات وفيرة من ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي وجعلت الأرض أكثر برودة. المحيطات سامة للحياة البحرية.

شذوذًا مهمًا في الزئبق

يقدم البحث الجديد المنشور في مجلة الجيولوجيا الكيميائية مزيدًا من الدعم للنظرية الأخيرة. أجرى يو وانج، من جامعة نانجينج، وزملاؤه تجارب جيوكيميائية على عينات الرواسب التي تم الحصول عليها من مقلع تشيجاو، في منطقة أعالي نهر اليانجتسى، الصين، ضمن العينات، حدد العلماء شذوذًا مهمًا في الزئبق، الموجود في المواد العضوية، والمرتبط بذروة نظائر الكربون.

يتم تفسير هذا الانحراف السلبي لنظائر الكربون 13 على أنه ناجم عن إطلاق كميات كبيرة من الكربون في الغلاف الجوي، على الأرجح بسبب الانفجارات البركانية ، وهذه الأحداث هي أيضًا مصدر رئيسي للزئبق في الطبيعة.

يتزامن توقيت هذه الرحلة مع النشاط البركاني المعروف لمصائد إيميشان، سيتشوان، وهي مساحة شاسعة (> 250.000 كيلومتر مربع ) من البازلت الفيضاني مما يخلق مقاطعة نارية كبيرة.

حالات نقص الأكسجين

العناصر النزرة مثل الموليبدينوم واليورانيوم والفاناديوم الموجودة في عينات الرواسب معرضة لظروف الاختزال والأكسدة، مع ثلاثة طفرات ملحوظة تشير إلى حالات نقص الأكسجين عندما استنفدت المحيطات في الأكسجين المذاب.

بالإضافة إلى ذلك، فإن الانخفاض الكبير في مستوى سطح البحر العالمي خلال العصر الكابيتاني (منذ حوالي 264 إلى 259 مليون سنة) يتجلى في الكربون العضوي المشتق من الأرض، في حين تشير النسب المنخفضة لعناصر الكادميوم والموليبدينوم إلى ضعف أو ارتفاع موسمي للموجات الباردة والمغذيات. المياه الغنية.

تشير البيانات الجيوكيميائية والانخفاض في الطحالب الجيرية والمنخربات الفوسيولينية في عينات الصوان والحجر الطيني والحجر الجيري إلى نقص الأكسجين البحري والتقسيم الطبقي الأكثر وضوحًا لعمود الماء. في مثل هذه الظروف، من المحتمل أن تكون مناطق الحد الأدنى من الأكسجين قد تطورت، مع استمرار وجود مناطق تعاني من نقص الأكسجين والتي من شأنها أن تمنع بقاء الكائنات الحية.

يقترح فريق البحث نموذجًا بركانيًا ومناخيًا ومحيطيًا من ثلاث خطوات لشرح كيف أدت النشاط البركاني واسع النطاق إلى أزمة حيوية في المحيطات خلال العصر الكابيتاني الذي أدى إلى الانقراض الجماعي النهائي في نهاية العصر البرمي.

في المرحلة الأولى، كان موقع الدراسة جزءًا من منصة كربونات كانت متصلة بمحيط تيثيس القديم، الواقع على طول الحافة الشمالية لقارة جوندوانا العملاقة القديمة.

دورانًا نشطًا في المحيطات مع ارتفاع المياه الغنية بالمغذيات

شهدت هذه البيئة البحرية الضحلة الغنية بالأكسجين دورانًا نشطًا في المحيطات مع ارتفاع المياه الغنية بالمغذيات التي كانت مثالية لازدهار الحياة البحرية، مع وجود أدلة على وجود الطحالب وذراعيات الأرجل والشعاب المرجانية في أقسام نهر اليانجتسى العليا.

خلال المرحلة الثانية، بدأت بداية النشاط البركاني في أوائل العصر الكابيتاني، مع إطلاق كميات كبيرة من غازات الدفيئة مما أدى إلى ارتفاع درجة حرارة المناخ بمقدار 3 إلى 5 درجات مئوية.

وتزامن ذلك مع ارتفاع مستوى سطح البحر الناجم عن الهبوط الإقليمي، مما أدى إلى تفاقم التقسيم الطبقي لعمود الماء ونقص الأكسجين البحري، حيث أدت المحيطات الأكثر دفئًا إلى انخفاض تركيز الأكسجين المذاب.

في حين تم جلب العناصر الغذائية إلى السطح عن طريق النشاط البركاني، فإن الإنتاجية الأولية على سطح المحيط استخدمت معظم هذا الأكسجين للتنفس وتحلل المواد العضوية، مما أدى إلى توليد مناطق الحد الأدنى من الأكسجين المستنفد أدناه.

وتتميز المرحلة 3 بانحسار النشاط البركاني والعودة إلى الظروف البحرية الضحلة، مع نقل المواد العضوية المعززة من الأرض إلى المحيط، فضلا عن الدورة البحرية النشطة التي جلبت الظروف المؤكسدة مرة أخرى. سمح هذا للكائنات البحرية بالتعافي من ظروف نقص الأكسجين المعادية والتطور إلى بيئات بيئية جديدة.

ويشير العلماء إلى أننا الآن في خضم الانقراض الجماعي السادس، ومن المهم للغاية مواصلة استكشاف الدور الذي قد تلعبه البراكين في ترجيح كفة الميزان نحو أزمة أخرى في عالمنا البحري.