حدث أزولا
حدث أزولا هو سيناريو مناخي قديم يفترض أنه حدث في منتصف عصر الإيوسين ، [1] منذ حوالي 49 مليون سنة ، عندما يُعتقد أن أزهار سرخس المياه العذبة المثبت للكربون أزولا حدثت في المحيط المتجمد الشمالي . عندما مات السرخس وغرق في قاع البحر الراكد، اندمج في الرواسب على مدى فترة تبلغ حوالي 800000 عام؛ يُعتقد أن الانخفاض الناتج عن ثاني أكسيد الكربون ساعد في عكس الكوكب من حالة " الأرض الدفيئة " في الحد الأقصى الحراري الباليوسيني-الإيوسيني ، عندما كان الكوكب ساخنًا بدرجة كافية لازدهار السلاحف وأشجار النخيل في القطبين، إلى الأرض الجليدية الحالية المعروفة باسم العصر الجليدي السينوزوي المتأخر .
الأدلة الجيولوجية للحدث
في الطبقات الرسوبية في جميع أنحاء حوض القطب الشمالي، يمكن تمييز وحدة يصل سمكها إلى 8 أمتار على الأقل (لم يتم العثور على قاع أطول نواة، ولكن ربما وصل سمكها إلى 20 مترًا + [ بحاجة لمصدر ] ). تتكون هذه الوحدة من طبقات متناوبة؛ طبقات صخرية صخرية تمثل الترسيب الخلفي للكائنات العوالقية ، المعتادة في الرواسب البحرية، تتبدل مع صفائح يبلغ سمكها ملليمترًا تتكون من مادة أزولا متحجرة . [2] يمكن أيضًا اكتشاف هذه المادة العضوية في شكل ارتفاع في إشعاع جاما ، وقد لوحظ في جميع أنحاء حوض القطب الشمالي، مما يجعل الحدث مساعدة مفيدة في محاذاة النوى المحفورة في مواقع مختلفة. تسمح الضوابط البلينولوجية والمعايرة بسجل الانعكاس الجيومغناطيسي عالي الدقة بتقدير مدة الحدث بنحو 800000 عام. [1] يتزامن هذا الحدث على وجه التحديد مع انخفاض كارثي في مستويات ثاني أكسيد الكربون ، والتي انخفضت من 3500 جزء في المليون في أوائل العصر الإيوسيني إلى 650 جزء في المليون خلال هذا الحدث. [3]
أزولا
وقد اعتُبر نبات الأزولا "نباتًا خارقًا" لأنه يمكنه سحب ما يصل إلى طن من النيتروجين لكل فدان سنويًا [4] (0.25 كجم / م 2 / سنة)؛ ويقابل ذلك سحب 6 أطنان لكل فدان من الكربون (1.5 كجم / م 2 / سنة). إن قدرته على استخدام النيتروجين الجوي للنمو يعني أن الحد الرئيسي لنموه هو عادةً توفر الفوسفور: الكربون والنيتروجين والكبريت هي ثلاثة من العناصر الأساسية للبروتينات، والفوسفور مطلوب للحمض النووي والحمض النووي الريبي وفي عملية التمثيل الغذائي للطاقة. يمكن للنبات أن ينمو بسرعة كبيرة في ظروف مواتية - دفء متواضع و 20 ساعة من ضوء الشمس، وكلاهما كان موجودًا في القطبين خلال أوائل عصر الإيوسين - ويمكنه مضاعفة كتلته الحيوية على مدار يومين إلى ثلاثة أيام في مثل هذا المناخ. [1] يدفع هذا المعدل من النمو النباتات بعيدًا عن ضوء الشمس حيث يحدث الموت واحتجاز الكربون.
الظروف المشجعة للحدث
خلال أوائل عصر الإيوسين، كان التكوين القاري بحيث انقطع بحر القطب الشمالي بالكامل تقريبًا عن المحيطات الأوسع. وهذا يعني أن الاختلاط - الذي توفره اليوم تيارات المياه العميقة مثل تيار الخليج - لم يحدث، مما أدى إلى عمود مائي طبقي يشبه البحر الأسود اليوم . [5] أدت درجات الحرارة والرياح المرتفعة إلى ارتفاع التبخر، مما زاد من كثافة المحيط، ومن خلال زيادة هطول الأمطار [6] - ارتفاع التفريغ من الأنهار التي تغذي الحوض. شكلت هذه المياه العذبة منخفضة الكثافة طبقة نيفيلويدية تطفو على سطح البحر الكثيف. [7] حتى بضعة سنتيمترات من المياه العذبة ستكون كافية للسماح باستعمار الأزولا ؛ علاوة على ذلك، ستكون مياه النهر غنية بالمعادن مثل الفوسفور، والتي ستتراكم من الطين والصخور التي تتفاعل معها أثناء عبورها القارات. للمساعدة بشكل أكبر في نمو النبات، من المعروف أن تركيزات الكربون (على شكل ثاني أكسيد الكربون) في الغلاف الجوي كانت عالية في هذا الوقت. [3]
إن التزهير وحده لا يكفي لإحداث أي تأثير جيولوجي؛ فلكي يتم خفض ثاني أكسيد الكربون بشكل دائم والتسبب في تغير المناخ ، فلابد من احتجاز الكربون عن طريق النباتات المدفونة، وإبقاء البقايا غير قابلة للوصول إلى الكائنات المتحللة. وقد سمح قاع حوض القطب الشمالي الخالي من الأكسجين، نتيجة لعمود الماء الطبقي، بهذا على وجه التحديد؛ حيث تعمل البيئة الخالية من الأكسجين على تثبيط نشاط الكائنات المتحللة وتسمح للنباتات بالبقاء دون تعفن حتى يتم دفنها تحت الرواسب.
التأثيرات العالمية
مع 800000 عام من حلقات ازدهار الأزولا وحوض مساحته 4000000 كيلومتر مربع (1500000 ميل مربع) لتغطيته، حتى وفقًا للتقديرات المحافظة للغاية، يمكن عزل ما يكفي من الكربون عن طريق دفن النباتات لتفسير الانخفاض الملحوظ بنسبة 80٪ في ثاني أكسيد الكربون من خلال هذه الظاهرة وحدها. [ بحاجة لمصدر ] لعبت عوامل أخرى دورًا على الأرجح. بدأ هذا الانخفاض في التحول من الدفيئة إلى الأرض الجليدية الحالية؛ فقد بردت القطب الشمالي من متوسط درجة حرارة سطح البحر 13 درجة مئوية إلى -9 درجات مئوية اليوم، [1] وخضع بقية العالم لتغيير مماثل. ولعله لأول مرة في تاريخه، [8] كان للكوكب أغطية جليدية عند قطبيه . ومن الواضح حدوث انخفاض جيولوجي سريع في درجة الحرارة بين 49 و 47 مليون سنة مضت ، حول حدث الأزولا ؛ بعد ذلك، أصبحت الأحجار المتساقطة (التي تُعتبر دليلاً على وجود الأنهار الجليدية) شائعة في الرواسب القطبية الشمالية. وهذا يحدث على خلفية من التبريد التدريجي الطويل الأمد؛ ولم يكن من الشائع وجود أدلة على التجمد القطبي الشمالي إلا قبل 15 مليون سنة . [9]
تفسيرات بديلة
في حين أن المحيط المتجمد الشمالي الأخضر هو نموذج عملي قابل للتطبيق، يشير العلماء المتشككون إلى أنه من الممكن أن تجرف التيارات القوية مستعمرات الأزولا في دلتا الأنهار أو بحيرات المياه العذبة إلى المحيط المتجمد الشمالي، مما يزيل ضرورة وجود طبقة من المياه العذبة. [9] [10]
الاعتبارات الاقتصادية
يتجه قدر كبير من الاهتمام الحالي باستكشاف النفط في المناطق القطبية الشمالية نحو رواسب الأزولا [ بحاجة لمصدر ] . يوفر دفن كميات كبيرة من المواد العضوية الصخور المصدرية للنفط، لذا فبالنظر إلى التاريخ الحراري الصحيح، ربما تم تحويل أزهار الأزولا المحفوظة إلى نفط أو غاز. [11] في عام 2008، تم إنشاء فريق بحثي في هولندا مخصص للأزولا . [12]
عمر الأرض = 4,540 مليون سنة (إلى اليسار). بدأت الحياة المعقدة في العصر الباليوزوي .
كان "عصر الديناصورات" هو العصر الوسيط . لم يكن البشر الذين يستخدمون الأدوات موجودين إلا منذ بضعة ملايين من السنين في أقصى اليمين.
انظر أيضا
مراجع
- ^ abcd Brinkhuis H، Schouten S، Collinson ME، Sluijs A، Sinninghe Damsté JS، Dickens GR، Huber M، Cronin TM، Onodera J، Takahashi K، Bujak JP، Stein R، van der Burgh J، Eldrett JS، Harding IC، لوتير إيه إف، سانجيورجي إف، فان كونيجنبورج-فان سيترت إتش، دي ليو جيه دبليو، ماتيسين جيه، باكمان جيه، موران كيه (2006). “المياه السطحية العذبة العرضية في المحيط المتجمد الشمالي الأيوسيني”. طبيعة . 441 (7093): 606-609. بيب كود :2006Natur.441..606B. دوى :10.1038/nature04692. اتش دي ال : 11250/174278 . PMID 16752440. S2CID 4412107.
- ^ Waddell, LM; Moore, TC (2008). "ملوحة المحيط المتجمد الشمالي في عصر الإيوسين من تحليل نظائر الأكسجين لكربونات عظام الأسماك" (PDF) . علم المحيطات القديمة . 23 (1): غير متاح. رمز Bibcode :2008PalOc..23.1S12W. doi : 10.1029/2007PA001451 . hdl :2027.42/95320.
- ^ ab Pearson, PN; Palmer, MR (2000). "Atmospheric carbon second concentrates over the past 60 million years". Nature . 406 (6797): 695–699. Bibcode :2000Natur.406..695P. doi :10.1038/35021000. PMID 10963587. S2CID 205008176.
- ^ بيلناب، ج. (2002). "تثبيت النيتروجين في قشور التربة البيولوجية من جنوب شرق يوتا، الولايات المتحدة الأمريكية". علم الأحياء وخصوبة التربة . 35 (2): 128-135. رمز Bibcode :2002BioFS..35..128B. doi :10.1007/s00374-002-0452-x. S2CID 41924008.
- ^ شتاين، ر. (2006). "البيئة القديمة للمحيط المتجمد الشمالي في العصر الباليوسيني-الإيوسيني ("الدفيئة"): الآثار المترتبة على سجلات الكربون العضوي والعلامات الحيوية (بعثة IODP-ACEX 302)" (ملخص) . ملخصات البحوث الجيوفيزيائية . 8 : 06718. تم الاسترجاع في 2007-10-16 .
- ^ Greenwood, DR, Basinger, JF and Smith, RY 2010. How wet was the Arctic Eocene rainforest? Estimates of precipitation from Paleogene Arctic macrofloras. Geology, 38(1): 15 - 18. doi :10.1130/G30218.1
- ^ Gleason, JD; Thomas, DT; Moore, TC; Blum, JD; Owen, RM (2007). "بنية عمود الماء في المحيط المتجمد الشمالي في عصر الإيوسين من وكلاء نظائر Nd-Sr في حطام الأسماك الأحفورية" (PDF) . تم الاسترجاع في 2007-11-03 . يشير
سجل نظائر
Sr
-
Nd
إلى [...] محيط مختلط بشكل سيئ وعمود مائي عالي الطبقات مع مياه قاعية خالية من الأكسجين. من المحتمل أن تكون الطبقة العليا المستقرة "العذبة" من المياه سمة شاملة للمحيط المتجمد الشمالي في عصر الإيوسين
[ رابط معطل دائم ] (النص الكامل لمقالة مشابهة على doi:10.1029/2008PA001685)
- ^ من المؤكد تقريبًا أن هذه هي المرة الأولى التي شهد فيها الكوكب تجمدًا ثنائي القطب خلال عصر الفانروزوي ؛ وسواء كان ذلك حاضرًا أم لا خلال عصر كرة الثلج "الحديثة " فهو أمر مثير للجدل.
- ^ بقلم تيم أبنزلر (مايو 2005). "الشمال الأخضر العظيم". ناشيونال جيوغرافيك . مؤرشف من الأصل في 26 مارس 2008.
- ^ نيفيل، إل إيه، جراسبي، إس إي، ماكنيل، دي إتش، 2019، غطاء محدود للمياه العذبة في المحيط المتجمد الشمالي في عصر الإيوسين. التقارير العلمية (2019)9:4226. doi :10.1038/s41598-019-40591-w
- ^ أندرو سي ريفكين (2004-11-20). "تحت كل هذا الجليد، ربما يكون هناك نفط". نيويورك تايمز . تم الاسترجاع في 2007-10-17 .
- ^ فريق أبحاث الأزولا
