وفقًا لبحث جديد ، ربما تسبب تطور جذور الأشجار في سلسلة من الانقراضات الجماعية.

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. جاء ذلك وفقًا لدراسة بحثية قادها علماء في جامعة إنديانا – جامعة بوردو إنديانابوليس (IUPUI) ، جنبًا إلى جنب مع زملائهم في المملكة المتحدة.

تم الإبلاغ عن دليل على هذه النظرة الجديدة لفترة متقلبة بشكل ملحوظ في تاريخ الأرض السابق 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 العلوم في IUPUI ، وماثيو سمارت ، دكتوراه. طالب في معمله وقت الدراسة.

قال فيليبيلي: “يُظهر تحليلنا أن تطور جذور الأشجار قد غمر المحيطات الماضية بالمغذيات الزائدة ، مما تسبب في نمو ضخم للطحالب”. “كانت تكاثر الطحالب السريعة والمدمرة هذه قد استنفدت معظم الأكسجين في المحيطات ، مما أدى إلى أحداث انقراض جماعي كارثية.”

يجمع العلماء عينات من الصخور في جزيرة Ymer في شرق جرينلاند ، وهو أحد المواقع العديدة التي قدم تحليلها نظرة ثاقبة على التركيب الكيميائي لأحواض البحيرات في العصر الديفوني. الائتمان: جون مارشال ، جامعة ساوثهامبتون

الفترة الديفونية ، التي حدثت منذ 419 مليون إلى 358 مليون سنة ، قبل تطور الحياة على الأرض ، معروفة بأحداث الانقراض الجماعي ، والتي قُدرت خلالها أن ما يقرب من 70 في المائة من الحياة على الأرض هلكت.

العملية الموضحة في الدراسة – المعروفة علميًا باسم التخثث – تشبه بشكل ملحوظ الظاهرة الحديثة ، وإن كانت أصغر حجمًا ، والتي تغذي حاليًا “مناطق ميتة” واسعة في البحيرات العظمى و خليج المكسيك، حيث تؤدي المغذيات الزائدة من الأسمدة والجريان السطحي الزراعي الآخر إلى تكاثر الطحالب الضخمة التي تستهلك كل أكسجين الماء.

الفرق هو أن هذه الأحداث الماضية كانت على الأرجح مدفوعة بجذور الأشجار ، التي سحبت المغذيات من الأرض خلال أوقات النمو ، ثم ألقيتها فجأة في مياه الأرض خلال أوقات 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 الشرقي لاسكتلندا – تمكن الباحثون من تأكيد دورات أعلى تم تحديدها مسبقًا ومستويات أقل من الفوسفور ، وهو عنصر كيميائي موجود في جميع أشكال الحياة على الأرض.

وقد تمكنوا أيضًا من 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 مجاملة ماثيو سمارت

والأهم من ذلك ، وجد الفريق أن دورات الجفاف تزامنت مع مستويات أعلى من الفوسفور ، مما يشير إلى أن الجذور الميتة أطلقت 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 ذكريات طويلة ، ولا تزال هناك أماكن على الأرض حيث يمكنك استخدام الكيمياء كمجهر لكشف ألغاز العالم القديم.”

في ضوء دورات الفوسفور التي تحدث في نفس وقت تطور جذور الشجرة الأولى – سمة من سمات أركيوبتريس، وهو أيضًا أول نبات ينمو أوراقًا ويصل ارتفاعه إلى 30 قدمًا – تمكن الباحثون من تحديد تحلل جذور الأشجار باعتباره المشتبه الرئيسي وراء أحداث انقراض العصر الديفوني.

قال فيليبيلي ، لحسن الحظ ، لا تسبب الأشجار الحديثة دمارًا مماثلاً لأن الطبيعة طورت منذ ذلك الحين أنظمة لموازنة تأثير الخشب المتعفن. كما يحتفظ عمق التربة الحديثة بمغذيات أكثر مقارنة بالطبقة الرقيقة من الأوساخ التي كانت تغطي الأرض القديمة.

لكن الديناميكيات التي تم الكشف عنها في الدراسة تلقي الضوء على التهديدات الجديدة الأخرى للحياة في محيطات الأرض. لاحظ مؤلفو الدراسة أن آخرين قدموا حجة مفادها أن التلوث الناجم عن الأسمدة والسماد الطبيعي والنفايات العضوية الأخرى ، مثل مياه الصرف الصحي وضع محيطات الأرض على “حافة نقص الأكسجين” ، أو نقص كامل في الأكسجين.

قال فيليبيلي: “قد تكون هذه الرؤى الجديدة حول النتائج الكارثية للأحداث الطبيعية في العالم القديم بمثابة تحذير حول عواقب الظروف المماثلة الناشئة عن النشاط البشري اليوم”.

المرجع: “إطلاق محسن للمغذيات الأرضية أثناء ظهور الغابات الديفونية وتوسعها: دليل من الفوسفور اللاكستري والسجلات الجيوكيميائية” بقلم ماثيو إس سمارت ، وغابرييل فيليبيلي ، وويليام ب. 2022 ، نشرة GSA.
DOI: 10.1130 / B36384.1

المؤلفون الإضافيون في الورقة هم ويليام ب. جيلهولي الثالث من IUPUI وجون مارشال وجيسيكا وايتسايد من جامعة ساوثهامبتون بالمملكة المتحدة. سمارت حاليا أستاذ مساعد لعلوم المحيطات في الأكاديمية البحرية الأمريكية. تم دعم هذه الدراسة جزئيًا من قبل مؤسسة العلوم الوطنية.