أظهرت دراسة جديدة أن الاحترار العالمي الذي ترك الحيوانات غير قادرة على التنفس تسبب في انقراض الكتلة البرمية في المحيطات.

ومع ارتفاع درجات الحرارة وتسريع عملية استقلاب الحيوانات البحرية ، لم تتمكن المياه الدافئة من الاحتفاظ بما يكفي من الأكسجين من أجل البقاء ، حسبما ذكر الباحثون.

كان أكبر انقراض في تاريخ الأرض نهاية فترة العصر البرمي ، بعض 252 منذ مليون سنة. قبل وقت طويل من الديناصورات ، طورت سلسلة من الانفجارات البركانية الضخمة في سيبيريا النباتات والحيوانات التي تسكن كوكبنا.

يعرض الرسم التوضيحي نسبة الحيوانات البحرية التي انقرضت في نهاية العصر البرمي عن طريق خط العرض ، من النموذج (الخط الأسود) ومن السجل الأحفوري (النقاط الزرقاء). نجحت نسبة أكبر من الحيوانات البحرية في المناطق المدارية منها في القطبين. يظهر لون الماء تغير درجة الحرارة ، حيث يكون الاحترار الأحمر شديدًا وأصفر أقل حرارة.

في الجزء العلوي من القارة هو بانجيا ، مع اندفاعات بركانية هائلة تنبعث منها ثاني أكسيد الكربون. تمثل الصور تحت الخط بعض نسبة 96 من الأنواع البحرية التي ماتت خلال الحدث. [يتضمن الصور الأحفورية التي كتبها ارنست هيجل / ويكيميديا. صورة سرطان البحر الأزرق من ويندي Kaveney / فليكر. صورة القد الأطلنطي by Hans-Petter Fjeld / Wikimedia؛ صورة نوتيلوس للغرفة من قبل جون وايت / CalPhotos.] (جريدة: جستن بن وكورتس دويتش / واشنطن.) تظهر الأحافير في صخور قاع البحر القديمة نظامًا بيئيًا مزدهرًا ومتنوعًا ، ثم مجموعة من الجثث. تم القضاء على بعض 96 في المئة من الأنواع البحرية خلال "الموت الكبير" ، تليها ملايين السنين عندما تضاعفت الحياة وتزايدت مرة أخرى.

ما تم مناقشته حتى الآن هو بالضبط ما جعل المحيطات غير مضيافة للحياة - الحموضة العالية للتسمم بالمياه والمعادن والكبريتيد ، نقص كامل في الأكسجين ، أو ببساطة درجات حرارة أعلى.

"الفرار أو الهلاك"

"هذه هي المرة الأولى التي نجري فيها تنبؤًا آليًا حول سبب الانقراض الذي يمكن اختباره بشكل مباشر مع السجل الأحفوري ، والذي يسمح لنا بعد ذلك بالتنبؤ بأسباب الانقراض في المستقبل" ، كما يقول المؤلف المشارك جوستين بين ، طالب دكتوراه في علم المحيطات في جامعة واشنطن.

ركض الباحثون نموذج المناخ مع تكوين الأرض خلال العصر البرمي ، عندما تم الجمع بين اليابسة في القارة العليا من بانجيا. قبل أن تولد ثورانات بركانية مستمرة في سيبيريا كوكب غازات الدفيئة ، كانت للمحيطات درجات حرارة ومستويات أكسجين مماثلة لمستويات اليوم. ثم رفع الباحثون الغازات المسببة للاحتباس الحراري في النموذج إلى المستوى المطلوب لجعل درجات حرارة المحيط المدارية على السطح بعض درجات 10 مئوية (20 درجة فهرنهايت) أعلى ، مطابقة الظروف في ذلك الوقت.

يستنسخ النموذج التغييرات الدراماتيكية الناتجة في المحيطات. فقدت المحيطات حول نسبة 80 في الأكسجين. وأصبح نصف قاع المحيطات تقريبا ، ومعظمه في أعماق أكثر عمقا ، خاليا تماما من الأوكسجين.

ولتحليل التأثيرات على الأنواع البحرية ، نظر الباحثون في حساسيات الأكسجين ودرجة الحرارة المختلفة للأنواع البحرية الحديثة 61 - بما في ذلك القشريات والأسماك والمحار والمرجان وأسماك القرش - باستخدام قياسات مخبرية منشورة. من المتوقع أن يكون تسامح الحيوانات الحديثة مع درجات الحرارة العالية والأكسجين المنخفض مماثلاً للحيوانات البرمية لأنها تطورت في ظل ظروف بيئية مشابهة. ثم جمع الباحثون صفات الأنواع مع محاكاة المناخ القديم للتنبؤ بجغرافية الانقراض.

"عدد قليل جداً من الكائنات البحرية بقيت في نفس الموائل التي كانت تعيش فيها ، إما أن تفر أو تهلك" ، كما يقول المؤلف المشارك كورتيس دويتش ، وهو أستاذ مشارك في علم المحيطات.

ويظهر النموذج الأكثر تضررا من الكائنات الحية الأكثر حساسية للأكسجين الموجود بعيدا عن المناطق المدارية. العديد من الأنواع التي عاشت في المناطق المدارية قد انقرضت في النموذج ، لكنها تتنبأ بأن أنواع خطوط العرض المرتفعة ، وخاصة تلك التي لديها متطلبات أكسجين عالية ، قد تم القضاء عليها بالكامل تقريباً.

قاتلة بشكل مضاعف

لاختبار هذا التنبؤ ، حلل المؤلفان المؤلفان جوناثان باين وإريك سبيرلنج في جامعة ستانفورد توزيعات الأحفوري في أواخر العصر البرمي من قاعدة البيانات القديمة ، وهي أرشيف ظاهري لمجموعات الأحفوري المنشورة. يظهر سجل الحفريات حيث كانت الأنواع قبل الانقراض ، والتي تم محوها بالكامل أو مقيده إلى جزء من موطنها السابق.

يؤكد سجل الحفريات أن الأنواع بعيدة عن خط الاستواء عانت أكثر أثناء الحدث.

يقول بين: "إن توقيع آلية القتل هذه ، الاحترار المناخي وفقدان الأكسجين ، هو هذا النمط الجغرافي الذي تنبأ به النموذج ثم اكتشف في الحفريات". "يشير الاتفاق بين الاثنين إلى أن آلية الاحتباس الحراري وفقدان الأكسجين هي السبب الرئيسي للانقراض."

وتعتمد الدراسة على العمل السابق الذي قادته مجلة "دويتش" الألمانية ، حيث تبين ، مع ارتفاع حرارة المحيطات ، أن عملية الأيض في الحيوانات البحرية تتسارع ، بمعنى أنها تحتاج إلى مزيد من الأكسجين ، بينما تحتفظ المياه الدافئة بدرجة أقل. تبين تلك الدراسة السابقة أن المحيطات الأكثر دفئًا تدفع الحيوانات بعيدًا عن المناطق المدارية.

تجمع الدراسة الجديدة بين الظروف المتغيرة للمحيط وبين الاحتياجات الأيضية لمختلف الحيوانات عند درجات حرارة مختلفة. تظهر النتائج أن أكثر تأثيرات الحرمان من الأوكسجين حدة هي للأنواع التي تعيش بالقرب من القطبين.

تقول دويتش: "بما أن الكائنات الحية في المناطق المدارية قد تم تكييفها بالفعل مع الظروف الحياتية والأدنى للأكسجين إلى حد ما ، فإنها يمكن أن تبتعد عن المناطق المدارية وتجد نفس الظروف في مكان آخر". "ولكن إذا تم تكييف كائن حي من أجل بيئة باردة غنية بالأكسجين ، فإن هذه الظروف لم تعد موجودة في المحيطات الضحلة".

كانت المناطق المسماة "المناطق الميتة" الخالية تماماً من الأوكسجين في الغالب أقل من الأعماق التي تعيش فيها الأنواع ، ولعبت دورًا أصغر في معدلات البقاء على قيد الحياة.

"في نهاية المطاف ، اتضح أن حجم المناطق الميتة لا يبدو في الحقيقة أنه الشيء الأساسي للانقراض" ، يقول دويتش. "كثيرا ما نفكر في نقص الأكسجين ، النقص الكامل في الأكسجين ، كالشرط الذي تحتاجه للحصول على نسبة غير مأهولة على نطاق واسع. ولكن عندما تنظر إلى التسامح مع انخفاض الأكسجين ، يمكن استبعاد معظم الكائنات الحية من مياه البحر بمستويات الأوكسجين التي لا تقترب من الأكسجين في أي مكان.

على غرار اليوم

الاحترار المؤدي إلى نقص في الأكسجين يفسر أكثر من نصف خسائر التنوع البحري. يقول المؤلفان إن التغيرات الأخرى ، مثل التحمض أو التحولات في إنتاجية الكائنات الحية الضوئية ، قد تكون بمثابة أسباب إضافية.

الوضع في أواخر العصر البرمي - زيادة غازات الاحتباس الحراري في الغلاف الجوي الذي يخلق درجات حرارة أدفأ على الأرض - يشبه اليوم.

يقول بين: "في ظل سيناريوهات الانبعاثات المعتادة في العمل ، فإن احترار 2100 في المحيط العلوي سيقترب من نسبة 20 من الاحترار في أواخر العصر البرمي ، وبحلول عام 2300 سيصل بين 35 و 50 في المائة".

"تسلط هذه الدراسة الضوء على احتمال حدوث انقراض جماعي ناشئ عن آلية مماثلة في ظل تغير المناخ البشري المنشأ."

تظهر الدراسة في علوم. مولت مؤسسة غوردن وبيتي مور والمؤسسة الوطنية للعلوم الدراسة.

المصدر جامعة واشنطن

{youtube} y6ig6zKiNTc {/ youtube}

كُتبٌ ذاتُ صِلَةٍ

at سوق InnerSelf و Amazon