آیا زمین در آستانه انقراض جمعی دیگری قرار دارد؟

به گزارش خبرگزاری صدا و سیما به نقل از روابط عمومی فرهنگستان علوم؛ آقای دکتر فرید مُر در مقاله خود نوشت: برداشت عوام از اصطلاح «انقراض جمعی» رویدادی فاجعه بار و ویرانگر است که مانند انفجاری هسته‌ای در زمانی کوتاه، بسیاری از گونه ها، و آرایه‌های (Taxon) بالاتر جانوری و گیاهی را از صحنه روزگار محو و نابود کند. اگرچه این برداشت در مورد یک گروه از انقراض‌های جمعی که به دلایل فرازمینی و بیش از همه برخورد یک شخانه یا سیارک با زمین رخ میدهد درست می‌باشد، اما در تاریخ ۴۶۰۰ میلیون ساله زمین بسیاری از انقراض‌های جمعی در بازه‌های زمانی ۱ تا ۱۵ میلیون ساله، رخ داده است. زمین شناسان بر این باورند که اصطلاح "انقراض جمعی" را هنگامی باید به کار برد که بیش از ۱۰ درصد از خانواده‌های جانوری، یا حدود ۲۰ درصد از جنس‌های (Genus) ساکن دریا، به طور کامل و برگشت ناپذیری منقرض شده باشند. این درصد‌ها در مورد خانواده‌ها و جنس‌های زیستوران ساکن خشکی بالاتر است. بنابراین، زمین شناسان انقراض‌های جمعی را به دو گروه انقراض‌های تدریجی یا پلکانی؛ و انقراض‌های فاجعه آمیز، تقسیم می‌کنند. دلیل انقراض‌های تدریجی تغییراتی است که در سامانه زمین رخ می‌دهد، مانند بالاآمدن بیش از حد سطح آب دریا، تغییرات اقلیمی ناشی از افزایش غلظت گاز‌های گلخانه ای، و یا فوران‌های شدید آتشفشانی، به ویژه فوران‌های شکافه ای. انقراض‌های جمعی تدریجی، به طور معمول به صورت رویداد‌هایی با ردپای مشخص در بازه‌های ۱ تا ۴ میلیون ساله رخ میدهند؛ در حالی که انقراض‌های فاجعه آمیز ناشی از حوادث فرازمینی ظرف مدت چند روز، چند ماه، و یا حداکثر چند سال به وقوع می‌پیوندد.

 

دیرینه شناسان با تکیه بر شواهد دیرینه شناختی، وقوع پنج رویداد انقراض جمعی را در عمر ۴۶۰۰ میلیون ساله زمین تشخیص داده اند که به ترتیب در ۴۴۰ میلیون سال پیش (اردویسین پسین)، ۳۶۵ میلیون سال پیش (دونین پسین)، ۲۵۰ میلیون سال پیش (پرمین پسین)، ۲۱۵ میلیون سال پیش (تریاس پسین)، و ۶۵ میلیون سال پیش (پایان کرتاسه) رخ داده اند. این سن‌ها در واقع نشان دهنده پایان رویداد انقراض جمعی هستند، انقراضی که به احتمال زیاد مدت‌ها پیش از این زمان آغاز شده بود.

 

پژوهشگران بر این باورند که گستردگی و شدت این رویداد‌ها با یکدیگر تفاوت دارد. از این میان، انقراض جمعی ۲۵۰ میلیون سال پیش (پرمین پسین) به تنهایی نشان دهنده بارزترین و ویران گرترین انقراض بوم سامانه‌های دریایی در زمین است، چرا که هر یک از چهار انقراض جمعی دیگر، که هر یک به نابودی ۱۵ تا ۲۲ گونه جانوری در بوم سامانه دریا منجر شد، در مقایسه با انقراض جمعی پرمین کوچک به نظر میرسد. علاوه براین، پنج انقراض جمعی به نسبت کوچک دیگر نیز در زمان‌های زمین شناختی کامبرین، ژوراسیک پیشین، کرتاسه پسین، ائوسن پسین، و پلیوسن نیز در زمین رخ داده است که پرداختن به تعداد گونه‌ها و جنس‌های منقرض شده در هر یک از این رویدادها، از حوصله این مقاله بیرون بوده و در قلمرو تخصص دیرینه شناسان است. از میان پنج انقراض جمعی اصلی رخداده در زمین رخداد پایان کرتاسه (۶۵ میلیون سال قبل) به دلیل فرازمینی بودن دلیل رخداد آن، و پایان سلطه حضور خزندگان غولپیکر گوشتخوار و گیاهخوار در زمین از شهرت بیشتری در میان مردم برخوردار است. دلیل دیگر آشنایی مردم با این رویداد، تولید فیلم‌های سینمایی، کارتون‌ها و اسباب بازی‌های کودکانه‌ای است که درباره این حادثه آخرالزمانی ساخته و عرضه شده اند. در هر حال، بر اساس پژوهش‌های دیرینه شناختی و زمین شناختی این حادثه منجر به محوشدن تمام دایناسور‌های خشکی، خزندگان بالدار و خزندگان دریایی بزرگ از صحنه روزگار در آن زمان (پایان مزوزوئیک) شد. علاوه براین، آخرین آمونیتها، تمام خانواده شکمپایان، توتیاها، دوکفه ای‌های بزرگ، بسیاری از گونه‌های ماهی، و بیشتر پلانکتون‌های گیاهی و جانوری دریایی نیز در این واقعه منقرض شدند.

 

تمام پژوهشگران بر این باورند که انقراض جمعی مرز کرتاسه-ترشیری (حدود ۶۵ میلیون سال پیش) در اثر برخورد یک سیارک غول آسا با زمین رخ داده است. شواهد این برخورد ابتدا در سال ۱۹۸۰ توسط گروه پژوهشی پروفسور آلوارز به صورت لایه نازکی از غبار حاوی عنصر ایریدیم با منشاء به احتمال زیاد فرازمینی، ابتدا در رسوبات پایان دوره کرتاسه در ایتالیا و پس از آن در بسیاری از نقاط دیگر جهان، شامل تمام قاره‌ها و اقیانوس‌ها کشف شد. زمین شناسان بر این باورند که انباشت این مقدار غبار و این گستره توزیع فقط میتواند نتیجه برخورد سیارکی با ابعاد تخمینی ۶ ×۱۰ کیلومتر با زمین باشد. بر اساس تخمین‌های صورت گرفته، انرژی حاصل از این برخورد، چیزی معادل انفجار ۱۰۰۰۰۰۰۰۰ میلیون تن TNT بوده است.

 

در اوایل دهه ۱۹۹۰ میلادی، یک گروه زمین شناس، در پی کشف دهانه عظیمی به قطر تقریبی ۲۰۰ کیلومتر و عمق ۱/۵ کیلومتر در نزدیکی شهری در شبه جزیره یوکاتان، در جنوب شرق کشور مکزیک به نام چیکسولوب (Chixolub) مدعی شدند که این دهانه، همان محل برخورد سیارک غول آسا با زمین در ۶۵ میلیون سال پیش بوده است. معنای واژه چیکسولوب در زبان محلی قوم مایا "دم شیطان" است، و آن چه که بلافاصله در پی برخورد این سیارک با زمین رخ داد، چندان بی شباهت با این واقعه آخرالزمانی نبود، توصیفی که از این رویداد ارائه شده است را میتوان به صورت زیر خلاصه کرد:

 

سیارک با سرعت حدود ۴۰ ماخ از جهت جنوب و با زاویه ۲۰ تا ۳۰ درجه نسبت به افق با زمین برخورد کرد. این برخورد باعث پدیدآمدن باد‌هایی با سرعت وزش تصورناپذیر، و سونامی‌هایی به ارتفاع یک کیلومتر! گردید. آسمان به دلیل حجم تصورناپذیر غبار و بخار به پا خاسته در تاریکی مطلق فرو رفت، و این تاریکی چند سال مانع از رسیدن نور خورشید به زمین گردید. با فرو ریختن ذرات مشتعل پرتابشده به هوا، احتمالاً توفانی آتشین سراسر زمین را در آن زمان در نوردیده است.

 

اگرچه بسیاری از اندامگان‌ها بلافاصله پس از برخورد سیارک چیکسولوب با زمین محو و نابود شدند، اما دانشمندان علوم زمین بر این باورند که فاجعه اصلی انقراض جمعی، طی ماه‌ها و سال‌های پیش از برخورد رخ داد. زیرا غلظت بالای واریزه‌ها در جَو و تاریکی مطلق ناشی از آن مانع از رسیدن نور خورشید به زمین شد و بنابراین، با متوقف شدن فرایند فتوسنتز گیاهان، زنجیره غذایی در خشکی و دریا از هم پاشید. علاوه بر ذرات جامد، گاز‌های سمی گوگرد و نیتروژن دار، پس از این برخورد وارد جَو شده، و پس از واکنش با بخار آب به شکل باران سولفوریک اسید، و نیتریک اسید بر زمین بارید. در هر حال، نتایج حاصل از این برخورد برای گیاهان و دیگر اندامگان‌های خودپرورد فتوسنتزکننده، و بوم سامانه‌های خشکی و دریایی وابسته به آن‌ها به عنوان پایه زنجیره غذایی، ویرانگر بود. در واقع رخداد زنجیره‌ای این گونه وقایع، و فروپاشی بوم سامانه ها، به انقراض جمعی گونه‌های زیستی در ۶۵ میلیون سال پیش انجامیده است.

 

در دهه پایانی سده بیستم میلادی نظریه‌هایی در ارتباط با دوره‌ای بودن انقراض‌های جمعی در زمین، توسط دیرینه شناسان و زمین اخترشناسان مختلف، ارائه شد و چرخه‌هایی ۵۰، ۳۲، و ۲۶ میلیون ساله برای رخداد انقراض‌های جمعی پیشنهاد شد، که هیچکدام مورد پذیرش دانشمندان زمین زیست شناس قرار نگرفت.

 

اگرچه برخورد فاجعه بار سیارک چیکلوسوب با زمین، و انقراض جمعی ناشی از آن، رویداد مهمی در تاریخ زمین به شمار می‌آید، اما به دلیل فرازمینی بودن علت رخداد آن، هیچ شباهتی با آن چه که امروزه در زمین شاهد رخداد آن هستیم، وجود ندارد. آنچه که اکنون در زمین در حال رخ دادن است، بیشتر به انقراض جمعی دیگری در مرز پالئوسن-ائوسن (۵۵ میلیون سال پیش) شباهت دارد، که بیشتر تحت عنوان بیشینه گرمایی پالئوسن-ائوسن (PETM) شناخته می‌شود، و طی آن دمای سطح زمین به دلیل ناشناخته‌ای بسیار بالا رفت. اقلیم شناسان و دانشمندان علوم زمین علاقه زیادی دارند تا به جزئیات این گرم شدن فراگیر زمین پی ببرند، زیرا زمین در حال حاضر نیز با شتابی فزاینده، در حال گرم شدن است و پیش بینی می‌شود ظرف چند دهه آینده، بوم سامانه‌های فعلی زمین با وضعیتی کم و بیش شبیه به PETM مواجه شوند.

 

زمین شناسان، اقلیم شناسان و زمین زیست شناسان بر این باورند که گرم شدن ناگهانی زمین در رویداد PETM، و انقراض جمعی پس از آن، ناشی از آزاد شدن مقدار متنابهی گاز متان در زمانی کوتاه از بستر یخزده اقیانوس و واردشدن آن به جَو بوده است. متان یک گاز گلخانه‌ای قوی است که قدرت هر مولکول آن برای جذب طول موجه‌ای فروسرخ بازتابیده از سطح زمین، ۳۰ برابر یک مولکول کربندیوکسید (CO۲) است. در حال حاضر بشر تمام توجه خود را به افزایش غلظت گاز کربندیوکسید در جَو، و تبعات آن به ویژه گرمشدن اقلیم جهانی، معطوف کرده است، در حالی که خطر اصلی هم اکنون در مولکول‌های گاز متانی نهفته است که ترکیبی از یخ آب-متان (Methane clathrate) در رسوبات بستر دریا، به دام افتاده اند. زمین شناسانی که به اکتشاف نفت وگاز در بستر دریا اشتغال دارند با لایه‌های رسوبی زیادی مواجه شده اند که حاوی مقدار زیادی یخ آب-متان بوده اند. در هر حال، اگر دمای فعلی بستر دریا (°C ۳)، چند درجه افزایش یابد، یخ آب-متان ذوب شده و حباب‌های متان آزادشده به سرعت وارد جَو می‌شود. تصور می‌شود که این همان اتفاقی است که به رخداد PETM و انقراض جمعی پس از آن منجر گردید. مطالعات انجام شده نشان می‌دهد که میانگین دمای بستر دریا، در پایان پالئوسن به ۶ درجه سانتیگراد رسیده بود. این دما نیز به آزادشدن گاز متان از بستر اقیانوس، و ورود حجم بزرگی از آن به جَو، و تشدید اثر گلخانه‌ای و در نهایت رویداد فاجعه آمیز PETM منجر شده است.

 

از آنجا که متان به آسانی با اکسیژن واکنش داده، و گاز کربندیوکسید تولید می‌شود، آزادشدن متان در رویداد PETM باعث کاهش شدید غلظت اکسیژن در اقیانوس شد. در نتیجه، بیشتر اندامگان‌های دریایی دچار خفقان شدند. کاهش غلظت اکسیژن و بالارفتن دما برای بوم سامانه‌های دریایی، به حدی فاجعه آمیز بود که ۸۰ درصد جانداران دریایی و به ویژه کفزیان بوم سامانه بستر دریا منقرض شدند.

 

آیا امکان دارد که فاجعه گرم شدن جهان در مرز پالئوسن-ائوسن (۵۵ میلیون سال پیش)، در این زمان هم تکرار شود؟ در حال حاضر حدود نیم تریلیون تُن متان منجمد در دشت‌های قطبی بیدرخت شمال کانادا، سیبری و سایر مناطق قطبی جهان وجود دارد. رسوبات بستر ژرف اقیانوس نیز حاوی مقدار بسیار بیشتری متان منجمد است. به طور کلی تخمین زده شده است که در این زمان حدود ۱۰ تا ۲۰ تریلیون تُن کربن به شکل متان در زمین وجود دارد که بسیار فراتر از حجم متان آزادشده در زمان انقراض جمعی پالئوسن-ائوسن است. در حال حاضر فعالیت نامسئولانه بشر، بی وقفه در حال افزودن گاز‌های گلخانه‌ای با شتابی بی سابقه در جَو است، و به رغم شاهد بودن اولین نشانه‌های تکرار فاجعه PETM که به از همپاشی فاجعه آمیز بوم سامانه ها، و انقراض‌های جمعی زیادی در دریا و خشکی منجر شد، همچنان بر ادامه رفتار خود اصرار می‌ورزد. بنابراین، در پاسخ به سئوال مطرح شده در عنوان این مقاله که "آیا زمین در آستانه یک انقراض جمعی دیگر قرار دارد"، با اطمینان میتوان گفت که پاسخ متأسفانه مثبت است، و انقراض جمعی و تدریجی زمین در آینده‌ای نه چندان دور، به احتمال زیاد از نوع انقراض PETM خواهد بود.