سرنخ‌های جدید نشان می‌دهد که «دوره یک میلیارد سال بی‌تحرک» زمین، پیدایش حیات را به‌وجود آورد
دانشمندان کشف کرده‌اند که «دوره یک میلیارد سال بی‌تحرک» زمین، اصلاً بی‌تحرک نبوده است
زمانی که سوپراقلیم نونا حدود ۱٫۵ میلیارد سال پیش از هم پاشید، انتشارات کربن آتشفشانی کاهش یافت، سطح اکسیژن افزایش یافت و دریاهای کم‌عمق در سراسر سیاره گسترش یافتند. این محیط‌های پایدار و غنی از مواد مغذی زمینهٔ شکل‌گیری اولین سلول‌های پیچیده را فراهم کردند. این تحقیق نشان می‌دهد که چگونه تکتونیک صفحه‌ها به‌صورت آرام زمین را برای گام بزرگ بعدی حیات آماده کرده است.
شکست یک سوپراقلیم، جرقه‌ای برای تکامل حیات
پژوهشگران دانشگاه سیدنی و دانشگاه آدلاید نحوهٔ تأثیر شکستن یک سوپراقلیم باستانی حدود ۱٫۵ میلیارد سال پیش بر شکل‌گیری سطح زمین و ایجاد شرایطی که حیات پیچیده را ممکن ساخت، کشف کرده‌اند.
«رویکرد ما نشان می‌دهد که تکتونیک صفحه‌ها چگونه به شکل‌گیری قابلیت حیات زمین کمک کرده است»، پروفسور دایتمار مولر، نویسندهٔ اصلی، گفت. «این روش جدیدی برای اندیشیدن به چگونگی هم‌تکامل تکتونیک، اقلیم و حیات در طول زمان‌های عمیق فراهم می‌آورد.»
به‌چالش کشیدن «دوره یک میلیارد سال بی‌تحرک»
در Earth and Planetary Science Letters منتشر شده است، این مطالعه دیدگاه دیرینه دربارهٔ «دوره یک میلیارد سال بی‌تحرک» زمین — دوره‌ای که اغلب به‌عنوان یک دوره ژئولوژیکی و زیستی غیرفعال در نظر گرفته می‌شد — را به‌چالش می‌کشد. پژوهشگران دریافتند که در این دوره، تکتونیک صفحه‌ها به‌صورت فعال زمین را بازسازماندهی می‌کرد، دریاهای غنی از اکسیژن را پرورش می‌داد و راه را برای اولین یوکاریوت‌ها، اجداد میکروسکوپی تمام حیات پیچیده، هموار می‌ساخت.
یوکاریوت‌ها موجوداتی هستند که سلول‌هایشان شامل هسته و سایر ساختارهای داخلی تخصصی به نام ارگانل‌ها می‌باشند. هر گیاه، جانور و قارچ به این گروه تعلق دارد.
«کار ما نشان می‌دهد که فرآیندهای عمیق زمین، به‌ویژه شکست سوپراقلیم باستانی نونا، زنجیره‌ای از رویدادها را به‌وجود آورده‌اند که انتشار دی‌اکسید کربن آتشفشانی (CO₂) را کاهش داده و زیستگاه‌های دریایی کم‌عمق را که در آن یوکاریوت‌های اولیه تکامل یافتند، گسترش می‌دهد»، پروفسور دایتمار مولر، از EarthByte Group در دانشگاه سیدنی گفت.
یک زمین پویا زیر سطح «بی‌تحرک»
در بازهٔ زمانی ۱٫۸ تا ۰٫۸ میلیارد سال پیش، قاره‌های زمین دو بار به‌هم پیوستند و از هم جدا شدند و سوپراقلیم‌های نونا و سپس رودینیا را شکل دادند. برای درک این دورهٔ پویا، تیم پژوهشی یک مدل دقیق تکتونیک صفحه‌ای به‌مدت ۱٫۸ میلیارد سال ایجاد کرد که تغییرات مرزهای صفحه، حاشیه‌های قاره‌ای و تبادلات کربن بین منن، اقیانوس‌ها و جو را در طول زمان بازسازی می‌کند.
تحلیل‌های آنها نشان داد که هنگامی که نونا حدود ۱٫۴۶ میلیارد سال پیش شروع به تکه‌تکه شدن کرد، طول کلی قفسه‌های کم‌عمق قاره‌ای بیش از دو برابر شد و به‌حدود ۱۳۰٬۰۰۰ کیلومتر رسید. این دریاهای کم‌عمق تازه گسترش یافته احتمالاً آب‌های غنی از اکسیژن و شرایط پایدار و معتدلی را فراهم کرده‌اند — شرایطی ایده‌آل برای پرورش تکامل اولیهٔ موجودات پیچیده.
در همان دوره، انتشارات آتشفشانی دی‌اکسید کربن (CO2) کاهش یافت در حالی‌که مقدار بیشتری کربن در پوستهٔ اقیانوسی به دام افتاد. این فرآیند هنگامی رخ داد که آب دریا به درزهای ریشه‌های میانی اقیانوس نفوذ کرد، گرم شد و CO2 خود را از دست داد که سپس رسوبات سنگ‌چینی را شکل داد.
«این اثر دوگانه – کاهش انتشار کربن آتشفشانی و افزایش ذخیره‌سازی کربن ژئولوژیک – باعث خنک شدن آب و هوای زمین و تغییر شیمی اقیانوس شد و شرایطی مناسب برای تکامل حیات پیچیده‌تر را ایجاد کرد»، هم‌نویسنده، دانشیار آدریانا دوتکیویچ، همچنین از دانشکدهٔ زمین‌شناسی دانشگاه سیدنی، گفت.
از تکتونیک تا حیات
نتایج این مطالعه نشان می‌دهد که ظهور اولین فسیل‌های یوکاریوتی حدود ۱٫۰۵ میلیارد سال پیش همزمان با پراکندگی قاره‌ها و گسترش دریاهای کم‌عمق بوده است.
«ما بر این باوریم که این قفسه‌های گستردهٔ قاره‌ای و دریاهای کم‌عمق بذرستان‌های اکولوژیکی حیاتی بودند»، دانشیار یورای فاکاراس از دانشگاه آدلاید گفت. «آنها محیط‌های دریایی با ثبات تکتونیکی و شیمیایی زمین‌شناسی را با سطوح فرضی بالای مواد مغذی و اکسیژن فراهم می‌کردند که به نوبه خود برای تکامل و تنوع‌پذیری موجودات پیچیده‌تر روی سیارهٔ ما حیاتی بودند.»
یافته‌ها دینامیک‌های عمق زمین را با تکامل شیمیایی و زیستی نزدیک به سطح ارتباط می‌دهند و چارچوبی یکپارچه ارائه می‌کنند که تکتونیک صفحه‌ها، چرخهٔ جهانی کربن، شیمی اقیانوس و پیدایش حیات پیچیده را به‌هم می‌پیوندد.
چارچوبی جدید برای تکامل زمین
این پژوهش برای اولین بار بازسازی‌های تکتونیک صفحه‌ای در طول زمان‌های عمیق را به‌صورت کمی به انتشار طولانی‌مدت کربن و نقاط عطف زیستی در طول تقریباً دو میلیارد سال پیوند زده است. نویسندگان از مدل‌های محاسباتی استفاده کردند که بازسازی‌های تکتونیک را با شبیه‌سازی‌های ترمودینامیکی ذخیره‌سازی و انتشار کربن از طریق فرورفتن — جایی که یک صفحهٔ تکتونیکی زیر صفحه‌ای دیگر می‌لغزد — و آتشفشانی که ماگما، خاکستر و گازها را به جو و سطح زمین آزاد می‌کند، ترکیب می‌کردند.
منبع: «گسترش مرزهای منفعل میانه‑پروتروزوییک و کاهش انتشار آتشفشانی که اکسیژن‌زدایی دریایی و یوکاریازنز را پشتیبانی کرد» توسط R. Dietmar Müller، Adriana Dutkiewicz، Juraj Farkaš، Stefan Loehr و Andrew S. Merdith، ۲۷ اکتبر ۲۰۲۵، Earth and Planetary Science Letters.
DOI: 10.1016/j.epsl.2025.119683