قد يكون تطور جذور الأشجار قد أدى إلى سلسلة من الانقراضات الجماعية ، وفقًا لبحث جديد.

يجد الجيولوجيون أوجه تشابه بين أحداث الانقراض العالمية القديمة والتهديدات الحديثة لمحيطات الأرض.

سلسلة من الانقراضات الجماعية التي هزت محيطات الأرض خلال العصر الديفوني قبل 300 مليون سنة ربما تكون ناجمة عن تطور جذور الأشجار. جاء ذلك وفقًا لدراسة بحثية قادها علماء في جامعة إنديانا – جامعة بوردو إنديانابوليس (IUPUI) بالتعاون مع زملائهم في المملكة المتحدة.

تم الإبلاغ عن أدلة على هذا الرأي الجديد لفترة متقلبة بشكل ملحوظ في عصور ما قبل التاريخ على الأرض في 9 نوفمبر في مجلة العلوم. نشرة الجمعية الجيولوجية الأمريكية. وهي من أقدم المنشورات وأكثرها احتراما في مجال الجغرافيا. قاد الدراسة غابرييل فيليبيلي ، أستاذ علوم الأرض في كلية العلوم في IUPUI ، وماثيو سمارت ، دكتوراه. طالب في معمله أثناء وقت الدراسة.

قال فيليبيلي: “يُظهر تحليلنا أن تطور جذور الأشجار قد يكون قد غمر المحيطات الماضية بالمغذيات الزائدة ، مما تسبب في تكاثر الطحالب الضخمة”. “إن تكاثر الطحالب السريع والمدمّر يمكن أن يستنفد الأكسجين في المحيطات ويؤدي إلى الانقراض الجماعي الكارثي.”

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

الفترة الديفونية ، منذ 419 مليون إلى 358 مليون سنة ، قبل تطور الحياة على الأرض ، معروفة بأحداث الانقراض الجماعي ، حيث تشير التقديرات إلى أن ما يقرب من 70 في المائة من جميع الأنواع على الأرض قد انقرضت.

العملية الموضحة في الدراسة – المعروفة علميًا باسم التخثث – هي ظاهرة صغيرة الحجم ، لكنها تشبه بشكل ملحوظ الظواهر الحديثة التي تغذي “المناطق الميتة” الشاسعة. بحيرات عظيمة و خليج المكسيكتحفز المغذيات الزائدة من الأسمدة والجريان السطحي الزراعي الآخر على تكاثر الطحالب الهائلة التي تستهلك كل أكسجين الماء.

الفرق هو أن هذه الأحداث الماضية ربما تكون ناجمة عن جذور الأشجار التي سحبت المغذيات من الأرض خلال مواسم النمو ثم ألقيتها فجأة في مياه الأرض خلال مواسم الانحلال.

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 – بما في ذلك عينات من مواقع على الساحل الشمالي الشرقي لجرينلاند واسكتلندا – والتي توجد بقاؤها في جميع أنحاء العالم – تمكن الباحثون من تأكيد الدورات الأعلى التي تم تحديدها مسبقًا. وكميات قليلة من الفوسفور ، وهو عنصر كيميائي موجود في جميع أشكال الحياة على الأرض.

كانوا قادرين على تحديد الدورات الرطبة والجافة على أساس علامات “التجوية” أو تكوين التربة الناجم عن نمو الجذور ، مع زيادة الطقس الذي يشير إلى دورات أكثر رطوبة مع جذور أكثر وطقس أقل يشير إلى دورات أكثر جفافا مع جذور أقل.

ماثيو سمارت. ائتمانات: الصورة مجاملة من ماثيو سمارت

والأهم من ذلك ، وجد الفريق أن دورات الجفاف تتزامن مع مستويات عالية من الفوسفور ، حيث تطلق الجذور المحتضرة مغذياتها في مياه الكوكب.

قالت سمارت: “إن النظر إلى الوراء على مدى 370 مليون سنة الماضية ليس بالأمر السهل”. “لكن الصخور لها ذكريات طويلة ، ولا تزال هناك أماكن على الأرض يمكن فيها استخدام الكيمياء كمجهر لكشف ألغاز العالم القديم.”

في ضوء حقيقة أن دورات الفسفور تحدث بالتزامن مع تطور جذور الشجرة الأولى – وهي ميزة الأركيوبتركستمكن الباحثون من الإشارة إلى جذور الأشجار المتحللة – أول نبات ينمو أوراقًا ويصل ارتفاعه إلى 30 قدمًا – المشتبه به الرئيسي وراء أحداث انقراض العصر الديفوني.

قال فيليبيلي ، لحسن الحظ ، أن الأشجار الحديثة لا تسبب دمارًا مشابهًا لأن الطبيعة طورت أنظمة توازن بين تأثير الخشب المتعفن. يحتفظ عمق التربة الحديثة بمغذيات أكثر مقارنة بطبقة الأوساخ الرقيقة التي غطت الأرض القديمة.

لكن الديناميكيات التي تم الكشف عنها في الدراسة تلقي الضوء على التهديدات الجديدة الأخرى للحياة في محيطات الأرض. لاحظ مؤلفو الدراسة أن التلوث الناجم عن النفايات العضوية الأخرى ، مثل الأسمدة والسماد الطبيعي ومياه الصرف الصحي ، قد جادل به آخرون. وضع محيطات الأرض “على شفا نقص الأكسجين”. أو نقص كامل في الأكسجين.

قال فيليبلي: “هذه الرؤى الجديدة حول النتائج الكارثية للأحداث الطبيعية في العالم القديم قد تكون بمثابة تحذير بشأن عواقب الظروف المماثلة الناشئة عن الأنشطة البشرية اليوم”.

المرجع: “زيادة إطلاق المغذيات الطبيعية خلال الأصل الديفوني والتوسع في الغابات: أدلة من الفوسفور اللاكسترين والسجلات الجيوكيميائية” ماثيو س. سمارت ، غابرييل فيليبيلي ، ويليام ب. جيلهولي الثالث ، جون إي أيه مارشال وجيسيكا 9 نوفمبر. 2022 ، نشرة GSA.
DOI: 10.1130 / B36384.1

المؤلفون الإضافيون للمقال هم William P. جيلهولي الثالث وجون مارشال وجيسيكا وايتسايد من جامعة ساوثهامبتون بالمملكة المتحدة. سمارت حاليًا أستاذ مساعد في علم المحيطات في الأكاديمية البحرية الأمريكية. تم دعم هذه الدراسة جزئيًا من قبل مؤسسة العلوم الوطنية.