گرمايش زمين چگونه زندگي در اقيانوس را تا آستانه‌‌ انقراض برد

حدود ۲۵۲ ميليون سال پيش، مرگ، سرتاسر سياره‌ي ما را درنورديد. در اقيانوس‌ها، ۹۶ درصد از تمامي گونه‌ها منقرض شدند. تعيين اينكه چه تعداد از گونه‌هاي خاكي از بين رفته‌اند، اشكال است؛ اما احتمالاً اين آمار كمابيش نزديك به هم هستند.

اين انقراض بزرگ در پايان دوره‌‌ي پرمين، احتمالاً بدترين حادثه در تاريخ اين سياره بوده است و تنها طي چند هزار سال روي داد؛ مدتي كه از انديشه متخصصينات علم زمين‌‌شناسي به‌‌اندازه‌‌ي يك چشم برهم زدن محسوب مي‌‌شود.

در روز پنج‌‌شنبه، يك گروه از دانشمندان شرح مفصلي از نحوه‌‌ي نابودي حيات دريايي در طي انقراض بزرگ پرمين-ترياس ارائه كردند. آن‌ها مي‌گويند كه گرم شدن كره‌‌ي زمين، اقيانوس‌ها را از وجود اكسيژن تهي كرد و بسياري از گونه‌هاي زيستي تحت فشار زياد واردشده، جان خود را از دست دادند.

امروزه دانشمندان هشدار مي‌دهند كه ما ممكن است اين فرآيند را تكرار كنيم. كورتيس داچ، دانشمند زمين‌‌شناس در دانشگاه واشنگتن و يكي از نويسندگان مطالعه‌‌ي جديد كه در ژورنال ساينس منتشر شده است، گفت:

اگر چنين باشد، تغييرات اقليمي نيز به‌‌طور كامل در مقوله‌‌ي رويدادهاي انقراض فاجعه‌‌بار قرار مي‌‌گيرد.

پژوهشگران مدت‌هاست كه با رويداد انقراض بزرگ پرمين-ترياس آشنايي دارند. درست پيش از انقراض، آتش‌‌فشان‌‌هايي كه اكنون در منطقه‌‌ي سيبري قرار دارند، در مقياس عظيمي شروع به فوران كردند. خروج ماگما و گدازه از دل زمين، مقادير عظيمي از گاز دي‌‌اكسيد كربن را در فضا منتشر كرد.

گاز موجود در اتمسفر، حرارت را در خود به دام مي‌‌اندازد. پژوهشگران تخمين مي‌زنند كه سطح آب اقيانوس تا حدود ۱۰ درجه‌‌ي سانتي‌‌گراد گرم شده است. برخي پژوهشگران معتقدند عامل گرما به‌‌تنهايي بسياري از گونه‌ها را نابود كرده است.

برخي ديگر بر اين باورند كه گرما، اكسيژن موجود در اقيانوس را كاهش مي‌دهد و درنهايت باعث خفگي گونه‌‌هاي آبي مي‌شود. به‌انديشه متخصصين مي‌رسد كه حداقل در بخشي از سنگ‌هايي كه در دوره‌‌ي انقراض بزرگ شكل گرفته‌اند، نشانه‌‌هايي مبني بر كمبود اكسيژن ديده مي‌‌شود.

گرمايش آب‌‌ها چالش را حتي سخت‌تر هم مي‌كند. آب گرم‌‌ نمي‌تواند به‌‌خوبي آب سرد، اكسيژن محلول در خود را نگه دارد. حتي بدتر از آن، آب گرم موجب افزايش سرعت سوخت‌‌وساز حيوانات نيز مي‌‌شود؛ اين يعني كه جانوران نياز به اكسيژن بيشتري براي زنده ماندن خواهند داشت.

براي مثال، در مكان‌‌هايي با عرض جغرافيايي پايين‌‌تر از خط واصل بين نيوانگلند تا اسپانيا، نمي‌‌توان «ماهي كاد» را يافت. چراكه در مناطق جنوبي اين خط، ميزان گرماي آب و كمبود اكسيژن براي اين گونه غيرقابل‌تحمل است.

دكتر داچ و جاستين پن (از دانشجويان متخصص كارشناسي ارشد) موفق شدند تا با يك شبيه‌سازي رايانه‌اي، شرايط جهان را در پايان دوره‌‌ي پرمين بازسازي كنند؛ شرايطي كه شامل يك اتمسفر با اثر گلخانه‌‌اي شديد و يك چرخه‌‌ي اقيانوسي مي‌‌شد.

در اين شبيه‌‌سازي، شروع فعاليت آتش‌فشان‌هاي سيبري، اتمسفر را آكنده از دي‌اكسيد كربن كرد، اتمسفر و به‌‌دنبال آن اقيانوس گرم شد و مطابق فرضيات مدل، فرايند اكسيژن‌‌زدايي اقيانوس آغاز شد. در اين مدل‌‌سازي، بعضي از بخش‌‌هاي اقيانوس بيشتر از بقيه، اكسيژن از دست دادند. براي مثال، مدل نشان مي‌‌داد كه ابتدا اكسيژن تازه توسط جلبك‌ها در سطح اقيانوس توليد مي‌شد؛ اما با گرم شدن اقيانوس، اين جريان‌ گردشي نيز با كاهش مواجه شد.

آب عاري از اكسيژن به كف اقيانوس‌ها رفته و مدتي بعد، زندگي آبزيان بستر اقيانوس در معرض خطر نابودي قرار گرفت.

افزايش دما و از دست رفتن اكسيژن بايد بخش‌هاي عظيمي از اقيانوس‌ها را غيرقابل‌سكونت كرده باشد. بعضي از گونه‌ها در گوشه و كنار توانستند جان سالم به در ببرند؛ اما بيشتر آن‌‌ها به‌‌طور كامل ناپديد شدند. دكتر داچ مي‌گويد:

با نابودي هر زيستگاه‌‌، خطر وقوع انقراض بيشتر مي‌‌شد؛ اما آنچه كه عجيب مي‌‌نمود اين بود كه خطر انقراض در مناطق سردتر بيشتر ملموس بود.

ممكن است تصور كنيد حيواناتي كه در نزديكي خط استوا زندگي مي‌‌كرده‌‌اند، در معرض خطر بزرگ‌تري قرار داشته‌‌اند؛ چراكه آب در اين مناطق از ابتدا هم گرم بود؛ اما مدل دكتر داچ، چشم‌‌انداز متفاوت‌‌تري از اين آخرالزمان را به تصوير كشيده است.

حيواناتي كه در آبي سرد و غني از اكسيژن مي‌‌زيستند، نتوانستند اين افت ناگهاني اكسيژن را تحمل كنند؛ اين در حالي بود كه موجودات ساكن در آب‌هاي گرمسيري با سطوح كم اكسيژن سازگاري داشتند. از سوي ديگر، محل بهتري هم براي مهاجرت گونه‌هاي سردابي وجود نداشت.

براي آزمايش اين شبيه‌سازي، پژوهشگران با جاناتان پين و اريك اسپرلينگ، ديرينه‌‌شناساني از دانشگاه استنفورد همكاري كردند. اين دو شروع به واكاوي در يك بانك اطلاعاتي عظيم از فسيل‌‌ها كردند تا ريسك انقراض گونه‌‌ها را براساس عرض‌هاي جغرافيايي مختلف در طول اين فاجعه به نمايش درآورند.

وقتي كار تحليل به پايان رسيد، آن‌‌ها نمودارهاي به‌‌دست‌آمده را به سياتل ارسال كردند. دكتر داچ و آقاي پن، اين نتايج را با پيش‌بيني‌‌هاي مدل رايانه‌اي خود مقايسه كردند. آن‌‌ها با يكديگر همخواني داشتند. داچ مي‌‌گويد: «اين هيجان‌‌انگيزترين لحظه در زندگي علمي من بود».

مايكل بنتون، ديرينه‌شناس دانشگاه بريستول در انگلستان مي‌‌گويد كه اين پژوهش، نقش گرما و اكسيژن را به‌‌عنوان علل انقراض بزرگ ثابت كرده است:

اين مطالعه به‌‌خوبي روشن مي‌‌كند كه اين دو عامل (گرما و انقراض) با يكديگر مرتبط‌‌اند.

اين مطالعه‌‌ همچنين هشدار مهمي را براي آينده‌‌ي انسان‌‌ها طي چند قرن آينده در بر دارد.

كربن منتشرشده در طول دو قرن گذشته، اتمسفر را گرم‌تر كرده است و اقيانوس‌‌ها بخش بزرگي از اين گرما را جذب كرده‌اند. هم‌‌اكنون درست مانند اتفاقي كه طي انقراض پرمين-ترياس افتاد، اقيانوس در حال از دست دادن اكسيژن است. در طول ۵۰ سال گذشته، ميزان اكسيژن محلول به‌‌اندازه‌‌ي ۲ درصد كاهش‌ يافته است. دكتر كامپ مي‌گويد:

رويه‌‌اي كه اكنون زمين در واكنش به افزايش سطح دي‌‌اكسيد كربن، در پيش گرفته، دقيقاً همان رويه‌‌اي است كه در گذشته‌‌ نيز شاهد آن بوده‌‌ايم.

مسئوليت اينكه گرمايش زمين چقدر ديگر پيش خواهد رفت، مسلماً بر عهده‌ي ماست. اين كار مستلزم يك تلاش بزرگ بين‌المللي است تا روند افزايش دماي جهان به زير ۲ درجه‌‌ي سانتي‌‌گراد محدود شود.

در صورتي كه بخواهيم از تمام ظرفيت سوخت‌هاي فسيلي موجود در زمين استفاده كنيم، دماي جهان تا سال ۲۱۰۰، حدود ۹/۵ درجه‌‌ي سانتي‌‌گراد افزايش خواهد يافت.

با ادامه‌‌ي روند گرمايش اقيانوس، سطح اكسيژن آن نيز همچنان افت خواهد كرد. اگر تاريخ را معيار قضاوت خود قرار دهيم، پيامدهاي اين روند براي گونه‌‌هاي زيستي (به‌‌خصوص گونه‌‌هاي مستقر در قسمت‌هاي خنك‌تر اقيانوس) فاجعه‌بار خواهد بود. دكتر داچ مي‌گويد:

با ناديده‌‌گرفتن روند گرمايش اقليم، اين پديده ما را در معرض يكي از بدترين رويدادهاي تاريخ زمين‌‌شناختي قرار خواهد داد.