آیا زمین در آستانه انقراض جمعی دیگری قرار دارد؟

برداشت عوام از اصطلاح "انقراض جمعی" رویدادی فاجعه­بار و ویرانگر است که مانند انفجاری هسته­ ای در زمانی کوتاه، بسیاری از گونه­ ها، و آرایه­ های (Taxon) بالاتر جانوری و گیاهی را از صحنه روزگار محو و نابود کند. اگرچه این برداشت در مورد یک گروه از انقراض­های جمعی که به دلایل فرازمینی و بیش از همه برخورد یک شخانه یا سیارک با زمین رخ می­دهد درست می ­باشد، اما در تاریخ 4600 میلیون ساله زمین بسیاری از انقراض­های جمعی در بازه­ های زمانی 1 تا 15 میلیون ساله، رخ داده است. زمین­ شناسان بر این باورند که اصطلاح "انقراض جمعی" را هنگامی باید به­ کار برد که بیش از 10 درصد از خانواده­ های جانوری، یا حدود 20 درصد از جنس­های (Genus) ساکن دریا، به طور کامل و برگشت­ ناپذیری منقرض شده باشند. این درصدها در مورد خانواده ­ها و جنس­ های زیستوران ساکن خشکی بالاتر است. بنابراین، زمین­ شناسان انقراض های جمعی را به دو گروه انقراض­ های تدریجی یا پلکانی؛ و انقراض ­های فاجعه ­آمیز، تقسیم می­ کنند. دلیل انقراض­های تدریجی تغییراتی است که در سامانه زمین رخ می­ دهد، مانند بالاآمدن بیش از حد سطح آب دریا، تغییرات اقلیمی ناشی از افزایش غلظت گازهای گلخانه ­ای، و یا فوران­ های شدید آتشفشانی، به ویژه فوران­های شکافه­ ای. انقراض­های جمعی تدریجی، به طور معمول به صورت رویدادهایی با ردپای مشخص در بازه­ های 1 تا 4 میلیون­ ساله رخ می­دهند؛ در حالی که انقراض­های فاجعه ­آمیز ناشی از حوادث فرازمینی ظرف مدت چند روز، چند ماه، و یا حداکثر چند سال به وقوع می­ پیوندد.

دیرینه­ شناسان با تکیه بر شواهد دیرینه­ شناختی، وقوع پنج رویداد انقراض جمعی را در عمر 4600 میلیون­ ساله زمین تشخیص داده ­اند که به ترتیب در 440 میلیون سال پیش (اردویسین پسین)، 365 میلیون سال پیش (دونین پسین)، 250 میلیون سال پیش (پرمین پسین)، 215 میلیون سال پیش (تریاس پسین)، و 65 میلیون سال پیش (پایان کرتاسه) رخ داده اند. این سن­ها در واقع نشان ­دهنده پایان رویداد انقراض جمعی هستند، انقراضی که به احتمال زیاد مدت­ها پیش از این زمان آغاز شده بود.

پژوهشگران بر این باورند که گستردگی و شدت این رویدادها با یکدیگر تفاوت دارد. از این میان، انقراض جمعی 250 میلیون سال پیش (پرمین پسین) به تنهایی نشان­ دهنده بارزترین و ویران گرترین انقراض بوم­ سامانه­ های دریایی در زمین است، چرا که هر یک از چهار انقراض جمعی دیگر، که هر یک به نابودی 15 تا 22 گونه جانوری در بوم­ سامانه دریا منجر شد، در مقایسه با انقراض جمعی پرمین کوچک به نظر می­رسد. علاوه ­براین، پنج انقراض جمعی به نسبت کوچک دیگر نیز در زمان­های زمین ­شناختی کامبرین، ژوراسیک پیشین، کرتاسه پسین، ائوسن پسین، و پلیوسن نیز در زمین رخ داده است که پرداختن به تعداد گونه­ ها و جنس­های منقرض­ شده در هر یک از این رویدادها، از حوصله این مقاله بیرون بوده و در قلمرو تخصص دیرینه ­شناسان است. از میان پنج انقراض جمعی اصلی رخ­داده در زمین رخداد پایان کرتاسه (65 میلیون سال قبل) به دلیل فرازمینی ­بودن دلیل رخداد آن، و پایان سلطه حضور خزندگان غول­پیکر گوشتخوار و گیاهخوار در زمین از شهرت بیشتری در میان مردم برخوردار است. دلیل دیگر آشنایی مردم با این رویداد، تولید فیلم­های سینمایی، کارتون­ها و اسباب­ بازی­های کودکانه­ ای است که درباره این حادثه آخرالزمانی ساخته و عرضه شده­ اند. در هر حال، بر اساس پژوهش­های دیرینه­ شناختی و زمین­ شناختی این حادثه منجر به محوشدن تمام دایناسورهای خشکی، خزندگان بالدار و خزندگان دریایی بزرگ از صحنه روزگار در آن زمان (پایان مزوزوئیک) شد. علاوه ­براین، آخرین آمونیت­ها، تمام خانواده شکمپایان، توتیاها، دوکفه­ ای­ های بزرگ، بسیاری از گونه­ های ماهی، و بیشتر پلانکتون­های گیاهی و جانوری دریایی نیز در این واقعه منقرض شدند.

تمام پژوهشگران بر این باورند که انقراض جمعی مرز کرتاسه-ترشیری (حدود 65 میلیون سال پیش) در اثر برخورد یک سیارک غول ­آسا با زمین رخ داده است. شواهد این برخورد ابتدا در سال 1980 توسط گروه پژوهشی پروفسور آلوارز به صورت لایه نازکی از غبار حاوی عنصر ایریدیم با منشاء به احتمال زیاد فرازمینی، ابتدا در رسوبات پایان دوره کرتاسه در ایتالیا و پس از آن در بسیاری از نقاط دیگر جهان، شامل تمام قاره­ ها و اقیانوس­ها کشف شد. زمین­ شناسان بر این باورند که انباشت این مقدار غبار و این گستره توزیع فقط می­تواند نتیجه برخورد سیارکی با ابعاد تخمینی 6 ×10 کیلومتر با زمین باشد. بر اساس تخمین­های صورت­ گرفته، انرژی حاصل از این برخورد، چیزی معادل انفجار 100000000 میلیون تن TNT بوده است.

در اوایل دهه 1990 میلادی، یک گروه زمین ­شناس، در پی کشف دهانه عظیمی به قطر تقریبی 200 کیلومتر و عمق 1/5 کیلومتر در نزدیکی شهری در شبه­ جزیره یوکاتان، در جنوب شرق کشور مکزیک به نام چیکسولوب (Chixolub) مدعی شدند که این دهانه، همان محل برخورد سیارک غول­ آسا با زمین در 65 میلیون سال پیش بوده است. معنای واژه چیکسولوب در زبان محلی قوم مایا "دم شیطان" است، و آن چه که بلافاصله در پی برخورد این سیارک با زمین رخ داد، چندان بی ­شباهت با این واقعه آخرالزمانی نبود، توصیفی که از این رویداد ارائه شده است را می­توان به صورت زیر خلاصه کرد:

سیارک با سرعت حدود 40 ماخ از جهت جنوب و با زاویه 20 تا 30 درجه نسبت به افق با زمین برخورد کرد. این برخورد باعث پدیدآمدن بادهایی با سرعت وزش تصورناپذیر، و سونامی­ هایی به ارتفاع یک کیلومتر! گردید. آسمان به دلیل حجم تصورناپذیر غبار و بخار به پا خاسته در تاریکی مطلق فرو رفت، و این تاریکی چند سال مانع از رسیدن نور خورشید به زمین گردید. با فرو ریختن ذرات مشتعل پرتاب­شده به هوا، احتمالاً توفانی آتشین سراسر زمین را در آن زمان در نوردیده است.

اگرچه بسیاری از اندامگان­ها بلافاصله پس از برخورد سیارک چیکسولوب با زمین محو و نابود شدند، اما دانشمندان علوم زمین بر این باورند که فاجعه اصلی انقراض جمعی، طی ماه­ها و سال­های پیش از برخورد رخ داد. زیرا غلظت بالای واریزه ­ها در جَو و تاریکی مطلق ناشی از آن مانع از رسیدن نور خورشید به زمین شد و بنابراین، با متوقف­ شدن فرایند فتوسنتز گیاهان، زنجیره غذایی در خشکی و دریا از هم پاشید. علاوه بر ذرات جامد، گازهای سمی گوگرد و نیتروژن­ دار، پس از این برخورد وارد جَو شده، و پس از واکنش با بخار آب به شکل باران سولفوریک­ اسید، و نیتریک­ اسید بر زمین بارید. در هر حال، نتایج حاصل از این برخورد برای گیاهان و دیگر اندامگان­های خودپرورد فتوسنتزکننده، و بوم ­سامانه­ های خشکی و دریایی وابسته به آنها به عنوان پایه زنجیره غذایی، ویرانگر بود. در واقع رخداد زنجیره ­ای این گونه وقایع، و فروپاشی بوم­ سامانه ­ها، به انقراض جمعی گونه­ های زیستی در 65 میلیون سال پیش انجامیده است.

در دهه پایانی سده بیستم میلادی نظریه­ هایی در ارتباط با دوره ­ای بودن انقراض­ های جمعی در زمین، توسط دیرینه­ شناسان و زمین ­اخترشناسان مختلف، ارائه شد و چرخه­ هایی 50، 32، و 26 میلیون­ ساله برای رخداد انقراض­های جمعی پیشنهاد شد، که هیچکدام مورد پذیرش دانشمندان زمین ­زیست­ شناس قرار نگرفت.

اگرچه برخورد فاجعه­ بار سیارک چیکلوسوب با زمین، و انقراض جمعی ناشی از آن، رویداد مهمی در تاریخ زمین به شمار می ­آید، اما به دلیل فرازمینی­ بودن علت رخداد آن، هیچ شباهتی با آن چه که امروزه در زمین شاهد رخداد آن هستیم، وجود ندارد. آن­چه که اکنون در زمین در حال رخ دادن است، بیشتر به انقراض جمعی دیگری در مرز پالئوسن-ائوسن (55 میلیون سال پیش) شباهت دارد، که بیشتر تحت عنوان بیشینه گرمایی پالئوسن-ائوسن (PETM) شناخته می­ شود، و طی آن دمای سطح زمین به دلیل ناشناخته ­ای بسیار بالا رفت. اقلیم­ شناسان و دانشمندان علوم زمین علاقه زیادی دارند تا به جزئیات این گرم­ شدن فراگیر زمین پی ببرند، زیرا زمین در حال حاضر نیز با شتابی فزاینده، در حال گرم­ شدن است و پیش ­بینی می­ شود ظرف چند دهه آینده، بوم­ سامانه­ های فعلی زمین با وضعیتی کم و بیش شبیه به PETM مواجه شوند.

زمین ­شناسان، اقلیم ­شناسان و زمین ­زیست­ شناسان بر این باورند که گرم ­شدن ناگهانی زمین در رویداد PETM، و انقراض جمعی پس از آن، ناشی از آزاد شدن مقدار متنابهی گاز متان در زمانی کوتاه از بستر یخ­زده اقیانوس و واردشدن آن به جَو بوده است. متان یک گاز گلخانه­ ای قوی است که قدرت هر مولکول آن برای جذب طول موج­ه ای فروسرخ بازتابیده از سطح زمین، 30 برابر یک مولکول کربن­دیوکسید (CO2) است. در حال حاضر بشر تمام توجه خود را به افزایش غلظت گاز کربن­دیوکسید در جَو، و تبعات آن به ویژه گرم­شدن اقلیم جهانی، معطوف کرده است، در حالی که خطر اصلی هم اکنون در مولکول­های گاز متانی نهفته است که ترکیبی از یخ آب-متان (Methane clathrate) در رسوبات بستر دریا، به دام افتاده ­اند. زمین­ شناسانی که به اکتشاف نفت­ وگاز در بستر دریا اشتغال دارند با لایه ­های رسوبی زیادی مواجه شده­ اند که حاوی مقدار زیادی یخ آب-متان بوده ­اند. در هر حال، اگر دمای فعلی بستر دریا (°C 3)، چند درجه افزایش یابد، یخ آب-متان ذوب شده و حباب­های متان آزادشده به سرعت وارد جَو می شود. تصور می­ شود که این همان اتفاقی است که به رخداد PETM و انقراض جمعی پس از آن منجر گردید. مطالعات انجام­ شده نشان می ­دهد که میانگین دمای بستر دریا، در پایان پالئوسن به 6 درجه سانتی­گراد رسیده بود. این دما نیز به آزادشدن گاز متان از بستر اقیانوس، و ورود حجم بزرگی از آن به جَو، و تشدید اثر گلخانه­ ای و در نهایت رویداد فاجعه ­آمیز PETM منجر شده است.

از آنجا که متان به آسانی با اکسیژن واکنش داده، و گاز کربن­دیوکسید تولید می­ شود، آزادشدن متان در رویداد PETM باعث کاهش شدید غلظت اکسیژن در اقیانوس شد. در نتیجه، بیشتر اندامگان­های دریایی دچار خفقان شدند. کاهش غلظت اکسیژن و بالارفتن دما برای بوم­ سامانه­ های دریایی، به حدی فاجعه­ آمیز بود که 80 درصد جانداران دریایی و به ویژه کف­زیان بوم­ سامانه بستر دریا منقرض شدند.

آیا امکان دارد که فاجعه گرم ­شدن جهان در مرز پالئوسن-ائوسن (55 میلیون سال پیش)، در این زمان هم تکرار شود؟ در حال حاضر حدود نیم تریلیون تُن متان منجمد در دشت­های قطبی بی­درخت شمال کانادا، سیبری و سایر مناطق قطبی جهان وجود دارد. رسوبات بستر ژرف اقیانوس نیز حاوی مقدار بسیار بیشتری متان منجمد است. به طور کلی تخمین زده شده است که در این زمان حدود 10 تا 20 تریلیون تُن کربن به شکل متان در زمین وجود دارد که بسیار فراتر از حجم متان آزادشده در زمان انقراض جمعی پالئوسن-ائوسن است. در حال حاضر فعالیت نامسئولانه بشر، بی­ وقفه در حال افزودن گازهای گلخانه­ ای با شتابی بی ­سابقه در جَو است، و به ­رغم شاهد بودن اولین نشانه­ های تکرار فاجعه PETM که به از همپاشی فاجعه­ آمیز بوم ­سامانه­ ها، و انقراض­های جمعی زیادی در دریا و خشکی منجر شد، همچنان بر ادامه رفتار خود اصرار می­ ورزد. بنابراین، در پاسخ به سئوال مطرح­ شده در عنوان این مقاله که "آیا زمین در آستانه یک انقراض جمعی دیگر قرار دارد"، با اطمینان می­توان گفت که پاسخ متأسفانه مثبت است، و انقراض جمعی و تدریجی زمین در آینده ­ای نه چندان دور، به احتمال زیاد از نوع انقراض PETM خواهد بود.

دکتر فرید مُر 

عضو پیوسته و رئیس گروه علوم پایه فرهنگستان علوم، استاد زمین شناسی دانشگاه شیراز