بزرگ ترین رویداد انقراض تاریخ زمین: درس هایی از گذشته برای آینده اقلیمی

بزرگ‌ترین رویداد انقراض زمین

حدود ۲۵۲ میلیون سال پیش، سیاره زمین شاهد شدیدترین انقراض جمعی در تاریخ خود بود؛ رویدادی که با نام «انقراض پرمین-تریاس» یا «مرگ بزرگ» شناخته می‌شود. در این فاجعه زیست‌محیطی، تا ۹۴ درصد از گونه‌های دریایی و بیش از دوسوم خانواده‌های مهره‌داران خشکی از میان رفتند. حتی جنگل‌های گرمسیری، که نقشی حیاتی در چرخه جذب کربن و تنظیم دمای جهانی داشتند، تقریباً به طور کامل نابود شدند و بدین ترتیب، سامانه اقلیمی سیاره به شکلی بنیادین دگرگون شد.

عامل زمین‌شناسی: فوران ابرآتشفشان‌ها و افزایش گازهای گلخانه‌ای

دانشمندان مدت‌هاست که فوران‌های عظیم آتشفشانی را عامل اصلی این انقراض بزرگ می‌دانند. این فوران‌ها، موسوم به تراپ‌های سیبری، حجم عظیمی از مواد مذاب را به منطقه‌ای که امروزه بخش غربی سیبری است، روانه کردند. بستر رسوبی این منطقه سرشار از مواد آلی بود و حرارت شدید فوران‌ها افزون بر ذوب سنگ‌ها، مقادیر هنگفتی دی‌اکسیدکربن را آزاد ساخت. این افزایش ناگهانی گازهای گلخانه‌ای، که در بازه‌ای بین ۵۰ هزار تا ۵۰۰ هزار سال رخ داد، سبب اوج‌گیری دمای جهانی شد. مدل‌ها و داده‌های فسیلی نشان می‌دهند که دمای متوسط خشکی‌ها بین ۶ تا ۱۰ درجه سانتیگراد افزایش یافت، موضوعی که سبب نابودی اغلب گونه‌ها شد. در حالی که معمولا پس از چنین رویدادهایی بازیابی اقلیم زمین صدها هزار تا یک میلیون سال طول می‌کشد، این بار گرمای شدید برای مدت طولانی‌تری باقی ماند و گسستی بی‌سابقه در چرخه کربن و پایداری زیست‌بوم‌ها ایجاد کرد.

شرایط پایدار گلخانه‌ای: رمزگشایی علمی

با وجود توافق دانشمندان پیرامون علت اولیه رویداد، تداوم طولانی وضعیت «ابرگلخانه‌ای» همچنان معمایی بود. در این بازه، دمای متوسط نزدیک به استوا بیش از ۳۴ درجه سانتیگراد، یعنی حدود ۸ درجه بیش از امروز، بود و این شرایط حدود پنج میلیون سال استمرار داشت؛ بسیار فراتر از مدت زمان فعالیت آتشفشان‌ها. یافته‌های یک پژوهش جدید در Nature Communications نشان می‌دهد علت اصلی این پایداری، فروپاشی گسترده جنگل‌های گرمسیری بوده است؛ که توان سیاره برای جذب دی‌اکسیدکربن و بازگشت به تعادل حرارتی را به شدت کاهش داد.

نکات فسیلی: حذف مخازن کربن

پژوهشگران با بررسی جامع سوابق فسیلی در زیست‌بوم‌های مختلف گیاهی، از جنگل‌های گرمسیری و نیمه‌گرمسیری تا بوته‌زارهای خشک، روند تغییرات زیست‌محیطی را از پیش از انقراض تا میلیون‌ها سال پس از آن پیگیری کردند. داده‌ها نشان داد که جنگل‌های گرمسیری و نیمه‌گرمسیری بلافاصله پس از این رویداد منقرض شدند و برای مدتی طولانی، پدیده‌ای که به «شکاف زغال‌سنگ» معروف است، به دلیل نبود گیاهان مدفون شده، ادامه یافت. نابودی چرخه آلی کربن موجب کاهش جذب دی‌اکسیدکربن اتمسفری شد. در مکان جنگل‌های انبوه سابق، تنها لیکوپودهای کوچک و مقاوم با ارتفاع ۲ تا ۲۰ سانتی‌متر جایگزین شدند. بقایای گیاهان بزرگ‌تر تنها در مناطق قطبی یا ارتفاعات سرد باقی ماند، اما این پوشش‌ها نیز قدرت جذب کربن محدودی داشتند. این دگرگونی شبیه جایگزینی جنگل‌های امروزی با بوته‌زارهای پراکنده بود و ظرفیت ذخیره کربن زمین را برای میلیون‌ها سال کاهش داد.

نقش جنگل‌ها در تعادل اقلیم جهانی

با استفاده از داده‌های امروزی درباره تولید اولیه خالص گیاهان (نرخ جذب دی‌اکسیدکربن و تبدیل آن به ماده آلی)، دانشمندان ساختار زیست‌بوم‌های گذشته را بازسازی و اثر آنها را با مدل‌های پیشرفته‌ای مانند SCION شبیه‌سازی کردند. این بررسی نشان داد که زوال جذب کربن گیاهی پس از فوران‌های سیبری سبب دوام گرما تا پنج یا شش میلیون سال شد. فقط با بازگشت تدریجی جنگل‌ها و گیاهان بود که چرخه آلی کربن مجدداً فعال شد و سیاره به آرامی از شرایط ابرگلخانه‌ای خارج گردید.

نقاط بحرانی اقلیم و بازسازی اکوسیستم‌ها

یافته‌های این پژوهش اصل مهمی را نشان می‌دهد: جنگل‌های گرمسیری و نیمه‌گرمسیری نقشی غیرقابل‌جایگزین در تثبیت دمای زمین و سطوح دی‌اکسیدکربن دارند. فروپاشی این اکوسیستم‌ها می‌تواند ناگهان اقلیم زمین را به سمت یک تعادل بسیار گرم‌تر حرکت دهد. افزون بر این، بازسازی جامعه‌های پیچیده گیاهی پس از چنین فاجعه‌هایی بسیار کند است و تبعات آب‌وهوایی مخرب را تا مدت‌های طولانی ادامه می‌دهد.

پیامدهای امروز: تغییر اقلیم و اهمیت جنگل‌ها

گرچه سرعت و مقیاس تغییرات اقلیمی امروز متفاوت است – تغییرات فعلی در دهه‌ها تا سده‌ها رخ می‌دهد و نه هزاره‌ها – اما فاجعه پرمین-تریاس هشدار مهمی ارائه می‌کند. پایداری زیست‌گاه‌های زمینی در برابر تغییرات سریع و گسترده تا حد زیادی محدود است. در آن دوران، ناتوانی گیاهان برای سازگاری تنها در ۱٬۰۰۰ تا ۱۰٬۰۰۰ سال منجر به فروپاشی زیست‌بوم شد. اتکای فعلی به جنگل‌های گرمسیری و نیمه‌گرمسیری به عنوان مخازن طبیعی کربن، نشان‌دهنده اهمیت حفظ آن‌هاست. از بین رفتن این جنگل‌ها، تشدید گرمایش و کاهش تنوع زیستی می‌تواند زمین را به سوی نقاط برگشت‌ناپذیری سوق دهد و چرخه‌های خطرناک تغییر اقلیم را فعال کند.

جمع‌بندی

انقراض پرمین-تریاس نمونه برجسته‌ای است از اینکه چگونه نابودی جنگل‌های انبوه و اختلال در چرخه کربن زمین، می‌تواند سیاره را به دوره‌های ممتد گرمایش شدید بکشاند. پژوهش‌های نوین نشان می‌دهد که از دست رفتن جنگل‌های گرمسیری باستان زمین را برای میلیون‌ها سال در حالت گلخانه‌ای گرفتار کرد تا زمانی که این اکوسیستم‌ها دوباره راه بازگشت یافتند. این درک علمی برای عصر امروز اهمیت حیاتی دارد: حفاظت و بازسازی جنگل‌ها یکی از موثرترین راه‌های حفظ ثبات اقلیمی و پیشگیری از گرمایش برگشت‌ناپذیر محسوب می‌شود. آگاهی از روندهای فاجعه‌بار اقلیمی در گذشته، به ما کمک می‌کند تا بهتر با چالش‌های زیست‌محیطی پیش رو مقابله کنیم.