یافته غیرمنتظره: فوران‌های آتشفشانی عامل انقراض دایناسورها بود

به مدت چند دهه، دانشمندان بر سر این پرسش بحث می‌کردند که آیا رویداد برخورد سیارکی یا فوران‌های آتشفشانی عظیم، پایان‌بخش حکمرانی دایناسورها در حدود ۶۶ میلیون سال پیش بود. تقریبا سه‌چهارم حیات روی زمین به ویژه دایناسورهای غیرپرنده در آن زمان منقرض شدند و این انقراض، پایانی چشمگیر برای دوره‌ی کرتاسه بود.

به گزارش ساینس نیوز، اکنون پژوهشگرها روشی برای شناسایی قاتل اصلی دایناسورها ابداع کردند. آن‌ها با استفاده از یک تحلیل کامپیوتری نشان دادند که انفجارهای عظیم گازهای تولیدشده به‌وسیله‌ی فوران‌های رخ‌داده در ایالت زمین‌شناختی دکان ترپس، به تنهایی می‌توانستند عامل رویداد انقراضی باشند. این فوران‌ها که نزدیک به یک میلیون سال به طول انجامیدند، مقدار زیادی گدازه‌ی مملو از گاز را در منطقه‌ی هند کنونی پراکنده کردند.

روش کار مطالعه‌ی اخیر، پژوهش از آخر به اول با استفاده از شواهد صحنه‌ی جرم بود. دانشمندان بدین منظور مدرکی انکار‌ناپذیر دردست داشتند: مغزه‌های حفرشده در رسوب‌های اعماق اقیانوس حاوی داده‌هایی زمین‌شناسی هستند که به فوران‌های مرگبار گاز به جو زمین، به‌ویژه کربن دی‌اکسید گرم‌کننده‌ی سیاره و گوگرد دی‌اکسید عامل اسیدی‌‌شدن اقیانوس‌ها اشاره دارند.

بااین‌حال، گازهای یادشده هم ممکن است در پی برخورد سیارک آزاد شوند (دراثر سوختن سنگ‌های سطح سیاره) و هم از دکان ترپس فوران کنند. تلاش‌های قبلی برای درک منبع گازها، بر زمان‌بندی و بررسی نوسان‌های گدازه‌ای در طول فوران‌های دکان ترپس متمرکز بود. اما پژوهشگران صرفا می‌توانند در مورد مقادیر گاز اولیه در گدازه‌ها گمانه‌زنی کنند. برای مثال، غلظت‌های تخمینی کربن‌ دی‌اکسید در گدازه‌ها چندین برابر با هم تفاوت دارند. به همین دلیل پژوهشگرها به جای جریان گدازه‌ها به سراغ مقدار انتشار گازها رفتند.

در مرحله‌ی بعدی پژوهشگرها برای تفکیک سهم نسبی هر عامل احتمالی، از مدلی آماری به نام رویکرد مونت‌کارلوی زنجیره‌ی مارکوف استفاده کردند. این روش به‌صورت نظام‌مند سناریوهای مختلف انتشار گاز از منابع مختلف را درنظر می‌گیرد و سپس با مقایسه‌ی شبیه‌سازی‌ها با مشاهدات زمین‌شناختی، راه‌حلی احتمالی به‌دست می‌آورد.

پژوهشگرها از داده‌های سه مغزه‌ی حفاری‌شده از رسوب‌های اعماق دریا استفاده کردند که دامنه‌ی عمر آن‌ها بین ۶۷ میلیون تا ۶۵ میلیون سال قبل بود. در این رسوب‌ها، میکروارگانیسم‌های اقیانوسی موسوم به فرامینیفرها رویت شدند. پوسته‌های کربناتی‌ این موجودات، حاوی ایزوتوپ‌های مختلف یا شکل‌های مختلفی از کربن و اکسیژن است. ترکیب شیمیایی پوسته‌ها سوابقی از ویژگی‌های شیمیایی اقیانوس‌ها را در زمان شکل‌گیری آن‌ها با خود دارند و به این ترتیب می‌توان از این پوسته‌ها به‌عنوان واسطه‌ای برای استنباط دماهای جهانی گذشته و همچنین شمار موجودات در اقیانوس‌ها و میزان کربن درحال حرکت بین جو، اقیانوس و خشکی استفاده کرد.

بر اساس شبیه‌سازی‌های کامپیوتری، مقدار گاز پرتاب‌شده به جو از طریق فعالیت‌های آتشفشانی، به‌تنهایی برای توضیح تغییرات دما و چرخه‌ی کربن تعیین‌شده از داده‌های فرامینیفرهای موجود در مغزه‌ها کافی بود. از سوی دیگر، برخورد سیارکی که دهانه‌‌ی عظیم چیکسولوب را در مکزیک کنونی به‌وجود آورد، احتمالا عامل بزرگ‌ترین جهش کربن‌دی‌اکسید یا گوگرد دی‌اکسید نبوده است.

با این‌حال بسیاری از دانشمندان قانع نشده‌اند که یافته‌های موجود پاسخی نهایی به پرسش دیرینه و پیچیده‌ی انقراض دایناسورها باشند. برای مثال، به باور سیرا پیترسون ژئوشیمیدان، پوسته‌های فرامینیفری نماینده‌ی ایده‌آلی برای ارزیابی دماهای کهن نیستند. نسبت ایزوتوپ اکسیژن در پوسته‌های فرامینیفری نه‌تنها بر اثر دما، بلکه ممکن است بر اثر ترکیب آب‌های دریا هم تغییر کنند. واسطه‌های دمایی متفاوت می‌توانند به الگوهای متفاوتی در انتشار گاز تولیدشده در مدل‌ها بینجامند.

همچنین برای پیدا کردن عامل اصلی انقراض جمعی، نمی‌توان به طور قطعی به این نتیجه رسید که رویداد برخوردی به انقراض منجر نشده است. با این‌حال شاید بتوان گفت رویداد برخوردی رابطه‌ای با انتشار انبوه گازها ندارد، اما آثار مخرب و کشنده‌ای بر سیاره زمین داشته است.

در واقع رویداد چیکسولوب به آثاری مهلک فراتر از انتشار کربن‌دی‌اکسید یا گوگرد دی‌اکسید انجامیده است. ابرهای عظیم دوده و غبار ناشی از سنگ‌های منفجرشده بر اثر رویداد برخوردی به هوا برخاستند. پژوهش‌های قبلی نشان داده‌اند این غبار باعث مسدود شدن بخش قابل توجهی از نور دریافتی خورشید شد و به زمستانی منجمد کننده انجامید که بخش زیادی از حیات گیاهی و زیستگاه‌های جانوری را نابود کرد.

علاوه بر این، پژوهش جدید نشان می‌دهد رویداد برخوردی اثر بلندمدتی بر چرخه‌ی کربنی زمین نداشته است. با این‌حال جمعیت موجودات زنده پس از رویداد برخوردی به شکل قابل توجهی کاهش یافت و سرعت بالای تغییرات پس از رویداد چیکسولوب تأثیر قابل توجهی بر حیات گونه‌ها داشت.

بسیاری از سوابق زمین‌شناسی در حوالی رویداد و همچنین مدل‌سازی‌ها نمی‌توانند سرعت تغییرات مرتبط با رویداد چیکسولوب را به درستی تخمین بزنند. رویداد برخوردی شاید مقدار کمتری کربن‌دی‌اکسید و گوگرد دی‌اکسید نسبت به دکان ترپس آزاد کرده باشد، اما سرعت انتشار آن می‌توانست به همان اندازه ویرانگر باشد.