العملاق النائم يمكن أن ينهي الحياة في أعماق المحيط

ميدوسا حمراء وجدت قبالة قاع البحار العميقة في ألاسكا. الائتمان: Hidden Ocean 2005 / NOAA

الحركة القارية قادرة على خنق الأكسجين البحري.

يساعد عامل تم تجاهله سابقًا – موقع القارات – على ملء محيطات الأرض بالأكسجين الداعم للحياة. يمكن أن يكون للحركة القارية تأثير معاكس في نهاية المطاف ، حيث تقتل غالبية كائنات أعماق المحيطات.

قال آندي ريدجويل ، عالم جيولوجيا ريفرسايد في جامعة كاليفورنيا: “يبدو الانجراف القاري بطيئًا للغاية ، ولا يمكن أن يأتي منه أي شيء جذري ، ولكن عندما يكون المحيط مهيأ ، يمكن أن يؤدي حدث صغير على ما يبدو إلى موت الحياة البحرية على نطاق واسع”. ريدجويل مؤلف مشارك لدراسة جديدة حول القوى التي تؤثر على الأكسجين المحيطي.

عندما تقترب المياه على سطح المحيط من القطب الشمالي أو الجنوبي ، تصبح أكثر برودة وكثافة ثم تغرق. عندما يغرق الماء ، فإنه ينقل الأكسجين المسحوب من الغلاف الجوي للأرض إلى قاع المحيط.

أسماك على شعاب مرجانية عميقة في بيرل وهيرميس أتول في النصب البحري الوطني باباهاناوموكواكيا بالقرب من هاواي. الائتمان: جريج ماكفال ، NOAA

في نهاية المطاف ، يجلب التدفق العائد المغذيات المنبعثة من المواد العضوية الغارقة إلى سطح المحيط ، حيث تغذي نمو العوالق. تتميز محيطات اليوم بتنوع مذهل من الأسماك والحيوانات الأخرى التي يدعمها كل من الإمداد المستمر بالأكسجين إلى الأعماق السفلية والمواد العضوية المنتجة على السطح.

وجد بحث جديد أن دوران الأكسجين والمواد المغذية يمكن أن ينتهي فجأة. باستخدام نماذج حاسوبية معقدة ، حقق العلماء فيما إذا كانت مواقع الصفائح القارية تؤثر على كيفية تحريك المحيط للأكسجين. لقد فوجئوا بالعثور على ذلك.

تم تفصيل هذه النتيجة التي قادها باحثون من جامعة كاليفورنيا في ريفرسايد في المجلة طبيعة سجية. تم نشره اليوم (17 أغسطس 2022).

يستريح بالون الأسماك بالقرب من فلوريدا كيز. الائتمان: OAR / البرنامج الوطني للبحوث البحرية (NURP) ؛ جامعة مين

قال ريدجويل: “منذ عدة ملايين من السنين ، ولم يمض وقت طويل على بدء الحياة الحيوانية في المحيط ، بدا أن دوران المحيط العالمي بأكمله قد توقف بشكل دوري”. “لم نكن نتوقع أن نجد أن حركة القارات يمكن أن تتسبب في توقف المياه السطحية والأكسجين عن الغرق ، وربما تؤثر بشكل كبير على الطريقة التي تطورت بها الحياة على الأرض.”

حتى الآن ، كانت النماذج المستخدمة للتحقيق في تطور الأكسجين البحري على مدار الـ 540 مليون سنة الماضية بسيطة نسبيًا ولم تأخذ في الاعتبار دوران المحيطات. في هذه النماذج ، يشير نقص الأكسجين في المحيطات – الأوقات التي اختفى فيها الأكسجين المحيطي – إلى انخفاض في تركيزات الأكسجين في الغلاف الجوي.

قال ألكسندر بول ، المؤلف الأول للدراسة ومصمم نموذج المناخ القديم في جامعة بورغون فرانش كونتيه في فرنسا: “افترض العلماء سابقًا أن تغيير مستويات الأكسجين في المحيط يعكس في الغالب تقلبات مماثلة في الغلاف الجوي”.

الديوراما لسفن الفقمة من الفترة الإدياكارية القديمة معروضة في مؤسسة سميثسونيان. الائتمان: سميثسونيان

لأول مرة ، استخدمت هذه الدراسة نموذجًا تم فيه تمثيل المحيط في ثلاثة أبعاد ، وحُسبت تيارات المحيطات. وفقًا للنتائج ، يؤدي الانهيار في دوران المياه العالمي إلى فصل صارخ بين مستويات الأكسجين في الأعماق العليا والسفلى.

كان هذا الفصل يعني أن قاع البحر بأكمله ، باستثناء الأماكن الضحلة القريبة من الساحل ، فقد الأكسجين تمامًا لعشرات الملايين من السنين ، حتى حوالي 440 مليون سنة مضت في بداية العصر السيلوري.

قال ريدجويل: “كان انهيار الدورة الدموية بمثابة حكم بالإعدام على أي شيء لا يستطيع السباحة بالقرب من السطح ولا يزال الأكسجين الواهب للحياة موجودًا في الغلاف الجوي”. تشمل كائنات الأعماق الأسماك ذات المظهر الغريب والديدان والقشريات العملاقة والحبار والإسفنج وغير ذلك.

لا تتناول الورقة ما إذا كانت الأرض تتوقع حدثًا مشابهًا في المستقبل أو متى تتوقع ذلك. في الواقع ، من الصعب تحديد متى قد يحدث الانهيار ، أو ما الذي يطلقه. ومع ذلك ، تؤكد النماذج المناخية الحالية أن زيادة الاحتباس الحراري ستضعف دوران المحيطات ، وتتنبأ بعض النماذج بانهيار نهائي لفرع الدورة الدموية الذي يبدأ في شمال المحيط الأطلسي.

قال ريدجويل: “سنحتاج إلى نموذج مناخي عالي الدقة للتنبؤ بحدث الانقراض الجماعي”. “ومع ذلك ، لدينا مخاوف بالفعل بشأن دوران المياه في شمال المحيط الأطلسي اليوم ، وهناك أدلة على أن تدفق المياه إلى العمق آخذ في الانخفاض.”

من الناحية النظرية ، يمكن أن يؤدي الصيف الدافئ بشكل غير معتاد أو تآكل الجرف إلى سلسلة من العمليات التي تقلب الحياة كما تبدو اليوم ، على حد قول ريدجويل.

“كنت تعتقد أن سطح المحيط ، الجزء الذي قد تتصفحه أو تبحر فيه ، هو المكان الذي توجد فيه كل الأحداث. ولكن في الأسفل ، يعمل المحيط بلا كلل بعيدًا ، ويوفر الأكسجين الحيوي للحيوانات في الأعماق المظلمة ، “قال ريدجويل.

“المحيط يسمح للحياة أن تزدهر ، ولكن يمكن أن يأخذ هذه الحياة بعيدًا مرة أخرى. لا شيء يستبعد ذلك مع استمرار تحرك الصفائح القارية “.

المرجع: “التكوين القاري يتحكم في أكسجة المحيطات أثناء دهر الحياة الفطرية” بقلم ألكسندر بول ، وآندي ريدجويل ، وريتشارد ج.ستوكي ، وكريستوف تومازو ، وأندرو كين ، وإيمانويل فينين ، وكريستوفر ر. طبيعة سجية.
DOI: 10.1038 / s41586-022-05018-z