کوچک‌ترین جانداران اقیانوس‌ها بلند‌ترین کوه‌های زمین را شکل داده‌اند

زمانی که جانداران کوچکی مانند پلانکتون‌ها در آب‌های کم‌عمق دریا‌ها می‌میرند و بر بستر دریا سقوط می‌کنند، می‌توانند باعث افزایش کربن ارگانیک در پوسته زمین شوند و آن را نرم و سست‌تر کنند.

مطالعه‌ی موردی ۲۰ رشته‌کوه از سراسر زمین، از‌جمله رشته‌کوه‌هایی در راکی، آند، اسوالبار نروژ، اروپای مرکزی، اندونزی و ژاپن، زمان‌بندی افزایش دفن کربن در اقیانوس‌ها را با شکل‌گیری کوه‌ها در سطح سیاره مرتبط می‌داند.

پژوهشگران در این پژوهش آورده‌اند:

کربن اضافی به تغییر‌شکل آسان‌تر پوسته کمک کرده و باعث شکل‌گیری رشته‌کوه‌ها و در‌نتیجه ایجاد ویژگی‌های امروزی حاشیه‌های صفحات تکتونیکی شده است.

این تغییرات تقریبا از ۲ میلیارد سال پیش و در میانه‌ی دوران پیشین‌زیستی دیرینه (Paleoproterozoic) آغاز شده‌اند. در این زمان، کربن زیستی از پلانکتون‌ها و باکتری‌ها تجمع گرافیت در سنگ شیل بستر اقیانوس‌ها را به‌شکل چشمگیری افزایش داد. این روند باعث شکننده و لایه‌لایه شدن این سنگ‌ها شد.

بالاآمدن تخته‌سنگ‌ها با کمک روان‌کنندگی کربن که باعث ایجاد کوه‌ها در زمان برخورد صفحات تکتونیکی می‌شود. هندسه‌ی دقیق این پدیده بسیار پیچیده‌تر از این تصویر است و تخته‌سنگ‌ها ممکن است در خلاف جهت یکدیگر روی‌هم قرار گیرند

طی ۱۰۰ میلیون سال، بیشترِ رشته‌کوه‌ها در این بخش‌های سست‌شده پوسته شروع به شکل‌گیری کردند. رشته‌کوه‌های جدید‌تر نیز از همین الگو پیروی می‌کنند. برای نمونه در رشته‌کوه‌های هیمالیا، حدود ۵۰ میلیون سال پیش نیرو‌های تکتونیکی بر رسوبات پالئوپروتروزوئیکِ حاوی بیشترین غنای مواد ارگانیک متمرکز شدند.

زمان‌بندی و مکان این رویداد‌ها به نقش کربن ارگانیک موجود در گرافیت در شکل‌گیری زمین‌شناسی سیاره‌مان اشاره می‌کند. جان پَرنِل، زمین‌شناس دانشگاه آبردین اسکاتنلد می‌گوید:

در‌نهایت آنچه پژوهش ما نشان داده، این است که کلید شکل‌گیری کوه‌ها وجود حیات بوده است. این بیانگر ارتباط نزدیک زمین و زیست‌کره‌ی آن بیش از حد تصورمان است.

در این پژوهش، از داده‌های مقاله‌ای استفاده شده است که پیش‌تر درباره‌ی شکل‌گیری کوه‌ها و زیست‌توده مدفون دریایی منتشر شده بود. پیش‌تر مطالعات متعددی نشان داده‌اند صفحات تکتونیکی برای تشکیل کوه‌ها نیاز دارند که به‌واسطه‌ی گرافیت سست شوند؛ ولی چگونگی ایجاد این گرافیت روشن نبود.

پژوهش جدید حیات دریایی را به‌عنوان بخشی مهم از این فرایند پیشنهاد می‌کند. هر ۲۰ رشته‌کوه بررسی‌شده سنگ شیل سیاه غنی از گرافیت داشتند که به نظر منشأ زیستی دارند. پروفسور پَرنِل می‌گوید:

ما می‌توانیم گواه آن را در مکان‌هایی مانند هریس و تایری و گرلاک در شمال‌غربی اسکاتلند مشاهده کنیم؛ یعنی جایی که ریشه‌های کوه‌های باستانی و گرافیت لغزنده‌ای که به شکل‌گیری آن‌ها کمک کرده است، هنوز وجود دارند.

طغیان شکل‌گرفته در حیات دریایی در ۲ میلیارد سال پیش، احتمالا در واکنش به رویداد بزرگ اکسیژنی اتفاق افتاده است؛ زمانی که باکتری‌های فوتوسنتز‌کننده شروع به تولید مقادیر زیادی اکسیژن کردند و شرایط حمایت از شکل‌های جدیدی از حیات تک‌سلولی مانند انواع پلانکتون‌های دریایی فراهم شده است.

جزیره‌ی تایری در اسکاتلند که اکنون کاملا مسطح شده و کوه‌های دومیلیارد‌ساله‌ی آن در‌اثر فرسایش ناپدید شده‌اند

تشکیل کوه‌ها به چنین مقادیری از کربن زیستی نیاز نداشته است. تنها درصد کوچکی از زیست‌توده در حاشیه‌ی صفحات تکتونیکی برای لغزش آن‌ها رو یا زیر یکدیگر زمانی که با‌هم برخورد می‌کنند، کافی است. بااین‌حال، در رشته‌کوه‌های تشکیل‌شده از رسوبات پالئوپروتروزوئیک، محتوای کربن همواره بیش از ۱۰ درصد است و گاهی به بیش از ۲۰ درصد می‌رسد.

به‌طور خلاصه، به‌نظر می‌رسد طغیانی استثنایی در حیات دریایی در میلیارد‌ها سال پیش صحنه را برای رشته‌کوه‌های بسیاری که امروزه می‌بینیم مهیا کرده است. نویسندگان پژوهش این موضوع را این‌گونه شرح می‌دهند:

چون محتوای کربن رسوبات در پالئوپروتروزوئیک به‌طور غیرعادی زیاد بوده است، تزریق کربن به ناحیه‌های فرورانش بیشتر بوده و تغییر‌شکل پوسته راحت‌تر از قبل انجام شده است.

اگر نظر این گروه درست باشد، جانداران تک‌سلولی میکروسکوپی که در دریا‌ها شناورند، ممکن است نقش مهمی در ایجاد بعضی از بزرگ‌ترین ساختار‌های زمین‌شناسی در سیاره‌مان ایفا کرده باشند. بزرگ‌ترین چیز‌ها روی زمین می‌توانند از کوچک‌ترین چیز‌ها به‌وجود آمده باشند!

این پژوهش در مجله‌ی Communications Earth & Environment نشریه‌ی Nature منتشر شده است.