ربما كان التجميد العميق القديم أقل كآبة وطويلًا مما كان يعتقد سابقًا

خلال أعماق العصر الجليدي على مستوى الكوكب ، ربما تكون هناك جيوب من المحيطات المفتوحة خارج المناطق المدارية.

 منذ أكثر من 600 مليون سنة ، تم تجميد الكوكب من قطب إلى آخر ، مغطى بصفائح جليدية بسمك نصف كيلومتر ، مما أدى إلى تعتيم كل محيط. لطالما كانت كيفية تشبث الحياة البحرية خلال كرة الثلج على الأرض ، كما تُعرف هذه الفترة غير المضيافة ، لغزًا.

تدعم دراسة جديدة فكرة أن التجلد العالمي لم يكن شاملاً بالكامل. تشير الأدلة الجيوكيميائية من الصخور القديمة إلى أن مناطق المحيط المفتوح ربما كانت موجودة شمال مدار السرطان ، وهي منطقة كانت تعتبر سابقًا باردة جدًا لاستضافة الحياة خلال هذه الفترة. يقول شوهاي شياو ، عالم الجيولوجيا في معهد فيرجينيا للفنون التطبيقية وجامعة الولاية والمؤلف المشارك للعمل الجديد: "هناك منطقة صالحة للسكن". وهي "ربما أوسع مما كان يعتقد سابقًا".

ومع ذلك ، لم يقتنع علماء آخرون بعد. تواجه عمليات محاكاة المناخ مشكلة في إنشاء خط استواء خالٍ من الجليد خلال فترات "كرة الجليد الأرضية"  يقول بول هوفمان ، الجيولوجي في جامعة هارفارد ، الذي ابتكر فرضية Snowball Earth ، إن احتمال وجود محيط غير مغطى خارج المناطق المدارية "يجعل من الصعب حقًا ابتلاع هذا الشيء".

أظهرت النماذج المناخية منذ الستينيات كيف يمكن أن تنشأ التجمدات الكوكبية العميقة من حلقة ردود فعل بسيطة. عندما تنخفض درجات الحرارة ، تتمدد القمم الجليدية للأرض ، مما يعكس ضوء الشمس ويؤدي إلى مزيد من التبريد. إذا تمكن الجليد من الزحف إلى ما يقرب من 30 درجة إلى 40 درجة خط عرض - حول مكان وجود شمال إفريقيا والولايات المتحدة القارية اليوم - يدخل المناخ العالمي في دورة تجمد جامدة وينتهي الأمر بأن تغطي الأنهار الجليدية الكوكب بأكمله في غضون بضع مئات من السنين.

يشير السجل الجيولوجي إلى أن الأرض شهدت فترتين على الأقل من هذه الفترات. يُعرف أحدثها باسم العصر الجليدي مارينوان ، منذ ما بين 654 مليون و 635 مليون سنة. اقتصرت الحياة على المحيطات ولم تتطور المخلوقات الكبيرة بعد ، لكن الحفريات تظهر أن حقيقيات النوى المجهرية مثل الطحالب عاشت قبل النوبة وبعدها. يقول شياو إن مثل هذه الكائنات الحية تتطلب ضوء الشمس والمياه المفتوحة. "عليك أن تتخيل نوعًا من الملاذ حيث يمكن لهذه الطحالب البقاء على قيد الحياة."

أظهر العمل السابق أن التيارات التي تحركها العواصف ربما كانت تدور بشكل علني في البحار الضحلة خلال تلك الحقبة ، على الرغم من أن الكثير من الأدلة لا تزال غامضة. لدراسة الظروف خلال هذه الفترة ، فحص Xiao وزملاؤه طبقة رقيقة من الصخر الزيتي الداكن وجدت في غابة Shennnongjia الوطنية في جنوب الصين والتي يعود تاريخها إلى Marinoan. يعتقد الباحثون أن الصخر الزيتي نشأ من طين المحيط الغني بالمعادن الذي وجد عند خطوط العرض الوسطى ، ربما بين 30 درجة و 40 درجة شمالًا.

 وجد شياو وزملاؤه أن الصخر الزيتي لم يكن ممتلئًا فقط بمختلف الأحافير الطحلبية ، ولكن أيضًا بمركبات النيتروجين. كان من الممكن أن يؤدي وجود طبقة جليدية سميكة إلى قطع المحيطات عن الغلاف الجوي ، مما يمنع الأكسجين من دخول مياهها. لكن تم العثور على مركبات النيتروجين بمستويات مماثلة لتلك الموجودة في المحيطات الحديثة ، مما يشير إلى المياه المؤكسجة حيث كان النيتروجين والأكسجين قادرين على التفاعل بحرية.

تشير النتائج إلى أن المنطقة التي جاء منها الصخر الزيتي ربما لم يتم تغطيتها بالجليد وبدلاً من ذلك كانت مكانًا حيث يمكن أن تزدهر الكائنات الحية الضوئية ، وفقًا لتقرير الفريق اليوم في Nature Communications. إذا كان هذا صحيحًا ، فإنه سيتطلب من مصممي نماذج المناخ تعديل عمليات المحاكاة الخاصة بهم وإيجاد طرق للحفاظ على المحيط المفتوح على مدى فترة طويلة من الزمن ، كما يقول Xiao .

تتماشى النتائج مع خطوط متعددة من الأدلة من دراسات أخرى ، والتي تشير إلى ظروف كليمنتية عند خطوط عرض مماثلة خلال العصر الجليدي ، كما تقول كارول ديهلر ، عالمة الجيولوجيا في جامعة ولاية يوتا والتي لم تشارك في العمل.

لكن هوفمان لا يزال يعتقد أنه من المرجح أن تكون الحفريات من الطحالب المجهرية التي اختبأت في برك صغيرة ضحلة من المياه العذبة فوق الأنهار الجليدية. اليوم ، تظهر مثل هذه البرك في صفائح جليدية قطبية وتوفر ملجأ للميكروبات التي تتكيف مع البرودة.

يقول هوفمان إن جميع الطحالب الحديثة تنحدر من أنواع المياه العذبة ، مما يشير إلى أن تلك الموجودة في البحار قد تم القضاء عليها خلال فترات Snowball Earth وكان عليها أن تتطور مرة أخرى بعد ذلك للعودة إلى المحيط. ويضيف: "لا أرى مشكلة البقاء على قيد الحياة ، كما أن هذه الورقة لا تحلها".

من الممكن أيضًا أن يكون جميع الباحثين على الأقل على حق قليلاً. كان من الممكن أن يكون هناك فترة زمنية حيث تجمد حتى خط الاستواء وأجبرت الكائنات الحية على البرك الجليدية. لكن هذا الفاصل الزمني قد لا يستمر لكامل مارينوان.

يعرف الجيولوجيون أن الطبقة الصخرية الداكنة أتت من Marinoan ، ولكن تحديدًا عندما تشكلت في العصر الجليدي غير واضح. يقول ديهلر ربما تكون الصخور شاهدًا على أيام العصر الآخذة في التضاؤل ، وهو الوقت الذي بدأت فيه الصفائح الجليدية في التراجع بالفعل. يتفق شياو وزملاؤه مع هذا الاحتمال.

يقول ديهلر: "لا يمكننا التعود على أي نموذج واحد". "نحن بحاجة إلى أن نكون منفتحين حقًا ، لأنني أعتقد أننا سنجد الكثير من البيانات الجديدة التي ستظهر في المستقبل."

المصدر