9 دقیقه
خشک‌شدن شدید دریای سرخ و بازآبی ناگهانی
تحقیقی جدید به سرپرستی دانشمندان دانشگاه علم و تکنولوژی ملک عبدالله (KAUST) نشان میدهد که دریای سرخ حدود ۶.۲ میلیون سال پیش کاملاً خشک شده و سپس در پی یک سیلاب ویرانگر از اقیانوس هند دوباره پر شده است. این مطالعه با تلفیق شواهد زمینشناسی، فسیلی و ژئوشیمیایی بازسازی دقیقی از این تحول شدید ارائه میدهد و نشان میدهد که بازگشت شرایط دریایی طبیعی در بازه‌ای بسیار کوتاه رخ داده است.
با ترکیب تصویربرداری لرزهای، تحلیل میکروفسیلها و سننگاری ژئوشیمیایی با دقت بالا، تیم KAUST یک جدول زمانی دقیق برای این رویداد افراطی تهیه کرد: گذار از خشکی کامل به شرایط تماماً دریایی در کمتر از ۱۰۰٬۰۰۰ سال رخ داده است که از نظر زمینشناسی بهشدت ناگهانی محسوب می‌شود. به گفته دکتر تیگانا پنسا (KAUST)، این حوضه یکی از سریع‌ترین تحولات زیست‌محیطی زمین را ثبت کرده است؛ جایی که یک گذرگاه دریایی زنده به دشتی شور و پوشیده از نمک تبدیل شد و سپس بار دیگر به وضعیت باز و دریایی بازگشت.
شواهد و روش‌ها
این مطالعه چندرشته‌ای سه مجموعه داده کلیدی را با هم ترکیب کرد که هر یک جنبه‌ای متفاوت از رخداد خشکی و بازآبی را روشن می‌سازد. تلفیق این منابع داده‌ای امکان ساختن یک روایت منطقی و زمانی از روند خشکسالی، انباشت تبخیری و نهایتاً بازپر شدن سریع حوضه را فراهم کرد.
تصویربرداری لرزهای
مطالعات لرزهای با نفوذ عمیق ساختار بستر رسوبی دریای سرخ و عوارض حفظ‌شده در بستر دریا را نمایان میکنند. یک درهٔ زیرآبی چشمگیر به طول حدود ۳۲۰ کیلومتر که در حاشیهٔ جنوبی کنده شده، نشان‌دهنده یک رویداد فرسایشی با انرژی بسیار بالا است که با یک سیلاب عظیم و پُرحجم سازگار است؛ سیلابی که ظاهراً از سدهای آتشفشانی نزدیک جزایر هانیش (Hanish Islands) گذر کرده و آن‌را شکسته است. فرمهای فرسایشی، گام‌بندی‌ها و رسوبات کانال-موردی در تصاویر لرزهای، نشان میدهد که جریان بازگشت آب دارای انرژی کافی برای کندن و حمل مقادیر عظیم رسوبات بوده است.
تحلیل‌های میکروفسیلی و رسوب‌شناسی
میکروفسیلها (ازجمله فرامینیفراها و بقایای پلانکتونیک دیگر) نشان‌دهنده دوره طولانی کاهش یا فقدان حیات دریایی در رسوبات سن‌شده بین تقریباً ۱۵ تا ۶ میلیون سال پیش هستند؛ این الگو با افزایش شوری و انقراض‌های محلی همخوانی دارد. لایه‌های تبخیری غنی از نمک و گچ که نشانه تبخیر شدید و گردش محدود آب‌اند، در توالی رسوبی برجسته هستند. درست بالای این لایه‌های تبخیری، بازظهور ناگهانی فسیل‌های دریای نرمال نشان‌دهنده احیای سریع جمعیت‌های زیستی پس از بازآبی است، به‌گونه‌ای که ردپای یک بازاستعمار وسیع دریایی را می‌توان بازسازی کرد. تحلیل ترکیبات رسوبی، ساختار لایه‌ای و فراوانی گونه‌ها همگی چرخه‌های توقف و بازگشت زیستگاهی را در مقیاس زمانی محلی ثبت کرده‌اند.
قیدهای ژئوشیمیایی و سنی
تعیین سن با ایزوتوپها و «اثر انگشت»های ژئوشیمیایی تغییرات شوری آب دریا به تیم تحقیق اجازه داد زمانبندی را در حدود ۶.۲ میلیون سال پیش محدود کند و نرخ بازپر شدن را کمتر از ۱۰۰٬۰۰۰ سال برآورد نماید. اندازه‌گیری‌های ترکیبی شامل سننگاری رادیومتریک، نسبت‌های ایزوتوپی اکسیژن و استرانسیوم، و شواهد عنصرنگاری هستند که تغییرات شوری و ترکیب شیمیایی آب و رسوبات را ثبت میکنند. جمع‌بندی این خطوط شواهد یک توالی زمانی منسجم از خشکی تا تجدید حیات دریایی فراهم نمود.
چگونه اقیانوس هند حوضه را پر کرد
در مراحل نخست، دریای سرخ از شمال به مدیترانه از طریق یک سِیل نسبتاً کم‌عمق متصل بود، اما این اتصال از دست رفت و حوضه به یک پهنه تبخیری و غنی از نمک تبدیل شد. در سمت جنوبی، یک ریف آتشفشانی نزدیک جزایر هانیش نقش مانعی را بین حوضه و اقیانوس هند ایفا می‌کرد. بازسازی جدید نشان میدهد که آب‌های اقیانوس هند یا از لبه مانع سرریز کرده یا به‌واسطه شکستن و فروریختن سد آتشفشانی وارد شده‌اند، رخدادی که به صورت سیلابی ویرانگر جریان عظیمی از آب را آزاد کرد. این سیلاب توانست درهٔ زیرآبی ۳۲۰ کیلومتری را کنده و دشت‌های نمکی را به سرعت غرق کند و در نتیجه جریان دریایی و اکوسیستم‌های طبیعی را بازیابی نماید.
به نظر می‌رسد این بازآبی چندصد هزار سال پیش از بازپر شدن شناخته‌شدهٔ مدیترانه در رویداد زانکلین (Zanclean) رخ داده باشد؛ به عبارت دیگر، دریای سرخ بازگشتی متمایز و زودتر در تاریخچهٔ اقیانوس‌های جهان داشته است که می‌تواند بازنگری‌هایی در ترتیب رخدادهای جهانی در دوره‌های پسینی ایجاد کند.
زمینه زمین‌شناختی و اهمیت رخداد
دریای سرخ یک اقیانوس جوان است که با جدا شدن صفحه عربستان از آفریقا از حدود ۳۰ میلیون سال پیش پدید آمده است. مراحل آغازین شامل تشکل دریاچه‌های رفت و سپس توسعهٔ خلیجی گسترده‌تر بود که وقتی حوضه نخستین بار حدود ۲۳ میلیون سال پیش از شمال پر شد شکل گرفت. در طول میوسن میانی تا پایانی (حدوداً ۱۵–۶ میلیون سال پیش)، گردش محدود و تبخیر بالا به رسوب‌گذاری وسیع تبخیری (نمک و گچ) و انقراض‌های محلی زیست‌فناوری منجر شد.
خشک‌شدن کامل در ۶.۲ میلیون سال پیش و سیلاب بعدی از اهمیت زیادی برخوردارند زیرا نشان میدهند چگونه تک‌تکتونیک (رشد رفت و سدهای آتشفشانی)، تغییرات سطح دریا و اقلیم منطقه‌ای می‌توانند با هم ترکیب شوند و محیط‌های دریایی افراطی پدید آورند. بنابراین دریای سرخ به‌عنوان یک آزمایشگاه طبیعی برای مطالعه چگونگی باز شدن حوضه‌های اقیانوسی جدید، روند شکل‌گیری توالیهای ضخیم تبخیری و بازیابی زیست‌محیطی پس از تغییرات فاجعه‌آمیز اهمیت دارد. یافتهها همچنین بینش‌هایی در مورد ذخایر معدنی و سدهای هیدروکربنی بالقوه ارائه میدهند، زیرا توالیهای تبخیری و شرایط رسوبی خاص اغلب با تجمعات نمکی و تله‌های نفتی مرتبط‌اند.
پیامدها و پژوهشهای آتی
درک این رویداد بازآبی سریع پیامدهایی برای بازسازیهای پالئوکلیمات، مدلهای گردش اقیانوسی و تفسیر توالیهای رسوبی مورد استفاده در اکتشاف هیدروکربن و مواد معدنی دارد. پژوهشهای آینده هدف‌گذاری برای کورینگهای عمیقتر، نظرسنجی‌های لرزهای با وضوح بالاتر و توسعه پروکسیهای ژئوشیمیایی بیشتر خواهند بود تا حجم و نرخ سیلاب بهتر تعیین شود و مشاهدات مربوط به روند بهبود زیست‌بوم، از جمله بازتأسیس سیستم‌های صخره‌ای مرجانی که امروزه وجود دارند، مستندسازی گردد. این مطالعات می‌توانند نشان دهند که چگونه گونه‌ها در برابر تغییرات سریع آب‌وهوایی و شوری مقاومت یا بازتولید کردند و چه ساختارهایی نقش اساسی در بازیابی اکوسیستم داشته‌اند.
«نتایج ما دانش ما درباره چگونگی زایش و بازپیوند اقیانوس‌ها در طول زمان زمین‌شناختی را گسترش میدهد»، گفت پروفسور عبدالقادر الافیفی، هم‌نویسندهٔ KAUST. این مطالعه رهبری KAUST در پژوهشهای دریای سرخ را تقویت میکند و نقش حوضه را در پیوند تکتونیک، اقلیم و تغییرات زیستی برجسته می‌سازد. افزون بر این، داده‌های جدید می‌تواند راهنمایی برای مدیریت منابع آب، برنامه‌ریزی اکتشافات معدنی و فهم بهتر پیامدهای زیست‌محیطی رویدادهای دریایی ناگهانی فراهم آورد.
دیدگاه کارشناسان
دکتر لارا میچل، زمین‌شناس دریایی که در این مطالعه مشارکت نداشت، اظهار داشت: «ترکیب معماری لرزهای و شواهد فسیلی دلیل قاطع برای یک بازآبی با بزرگی بالا ارائه میدهد. اگر این دره واقعاً نمایانگر یک سیلاب فرسایشی واحد باشد، شاهدی نادر و مستقیم خواهیم داشت بر اینکه یک حوضهٔ دریایی تا چه سرعتی می‌تواند از شرایط فوق‌شوری به وضعیت کاملاً دریایی تغییر وضعیت دهد — آنالوگی مهم برای سایر حوضه‌های رفت شده در سراسر جهان.»
نظرات مستقل کارشناسان نشان میدهد که این یافتهها فراتر از یک رویداد محلی هستند و می‌توانند به عنوان مرجعی برای تفسیر رخدادهای مشابه در دیگر بخش‌های پوستهٔ زمین به کار روند. همچنین ترکیب داده‌ها از حوزه‌های مختلف روش‌شناسی باعث افزایش اطمینان به نتایج شده و زمینه‌ای برای مطالعات بین‌رشته‌ای آینده فراهم می‌آورد.
نتیجه‌گیری
تحقیق هدایت‌شده توسط KAUST درک ما را از تاریخچه دریای سرخ بازتنظیم میکند: یک خشک‌شدن کامل دنبال‌شده توسط بازآبی دراماتیک آب‌های اقیانوس هند حدود ۶.۲ میلیون سال پیش که در مقیاس زمانی زمینشناسی به‌طرز شگفت‌آوری کوتاه اجرا شد. این رخداد، ثبت رسوبی حوضه را دگرگون ساخت و مسیر اکولوژیک آن را بازتنظیم کرد؛ و همچنین یک مطالعهٔ موردی ارزشمند برای فهم نحوهٔ تعامل تکتونیک، تغییر سطح دریا و اقلیم در ایجاد محیط‌های دریایی افراطی ارائه میدهد. ادامهٔ پژوهش‌ها می‌تواند جزئیات بیشتری درباره نرخهای جریان، حجمها و چگونگی بازیابی گونه‌ها و جوامع زیستی ارائه کند و بدین ترتیب نقش این رویداد را در تاریخ زمین و اکوسیستم‌های معاصر دریای سرخ روشن‌تر نماید.
منبع: scitechdaily
ارسال نظر