دانشمندان بر این باورند که فروپاشی ابرقارهٔ نونا ممکن است زندگی بر روی زمین را به‌وجود آورده باشد
شکست ابرقارهٔ نونا، سطح زمین را دگرگون کرد؛ به وجود آمدن زیستگاه‌های دریایی کم‌عمق که شاید زمینه‌ساز پیدایش حیات یوکاریوتی شد.
نویسنده: دارن اورف
در این مقاله این نکات را خواهید آموخت:
- «هزار میلیارد خسته‌کننده» توصیف غیررسمی یک دوره‌ی یک‌میلیارده ساله از تاریخ زمین (از ۱٫۸ میلیارد تا ۸۰۰ میلیون سال پیش) است که در آن تکتونیک، آب‌وهوای ثابت و تکامل زیستی نسبتاً ایستا بود.
- یک مطالعهٔ جدید، تجزیهٔ ابرقارهٔ نونا (که ۱٫۴۶ میلیارد سال پیش به‌تکه‌ها افتاد) و نقش مرزهای صفحه‌ای متحرک، حاشیه‌های قاره‌ای و فرآیندهای تبادل کربن در ظهور حیات یوکاریوتی را بررسی می‌کند.
- این شرایط خاص، وسعت زیستگاه‌های دریایی کم‌عمق معتدل را افزایش داد که زمینهٔ مناسبی برای رونق حیات پیچیدهٔ یوکاریوتی فراهم کرد.
در طول سه دههٔ گذشته، دانشمندان بخش قابل‌توجهی از تاریخ زمین (تقریباً از ۱٫۸ میلیارد تا ۸۰۰ میلیون سال پیش) را با عناوینی همچون «هزار میلیارد بایر»، «هزار میلیارد خسته‌کننده» یا «عصر میانه» زمین توصیف کرده‌اند. در نگاه نخست، این نام‌ها به‌نظر توجیه‌پذیر می‌رسند؛ چراکه در مقایسه با دوره‌های دینامیک‌تر تاریخ زمین، این بازهٔ «خسته‌کننده» (که شامل دوره‌های استاتریان، مزوپروتروزوئیک و تونین اولیه است) ویژگی‌های تکتونیک نسبتاً ثابت، آب‌وهوای پایدار و تکامل زیستی کم‌تحرک دارد.
اما در دههٔ اخیر، مطالعاتی این تصور خسته‌کننده را به چالش می‌کشند.
«برای مدت طولانی، هزار میلیارد خسته‌کننده معمولاً به‌عنوان دوره‌ای بی‌اهمیت در نظر گرفته می‌شد»، تیموتی لیونز، شیمیدان ژئوشیمی دانشگاه کالیفرنیا ریور‌ساید، در گفت‌وگو با Science News در سال ۲۰۱۵ گفت: «اما این یک فصل حیاتی در تاریخ حیات بر روی زمین است و سؤال‌های اساسی وجود دارد که هنوز درک نشده‌اند.»
اکنون، مطالعهٔ جدیدی که در مجلهٔ Earth and Planetary Science Letters چاپ شده است، شواهد بیشتری به این ادعا می‌افزاید. این مقاله بر تجزیهٔ ابرقارهٔ نونا متمرکز است (ابرقاره‌هایی که در طول تاریخ زمین متعدد بوده‌اند، که پانجه‌یا تنها جدیدترین آن است). به گفته دیتمار مولر، نویسندهٔ اصلی این پژوهش از دانشگاه سیدنی، تکتونیک دورهٔ هزار میلیارد خسته‌کننده زمینه‌ساز حیات یوکاریوتی — یعنی ما، تو، و تمام موجودات پیچیدهٔ زنده بر روی سیاره امروز — بوده است.
برای بررسی تعاملات پیچیدهٔ تکتونیک صفحه‌ها، چرخهٔ جهانی کربن، شیمی اقیانوس‌ها و چگونگی تأثیر این عوامل بر ظهور حیات یوکاریوتی، تیم یک مدل توسعه داد که ۱٫۸ میلیارد سال حرکت مرزهای صفحه‌ها و حاشیه‌های قاره‌ای را شبیه‌سازی کرد. همچنین تبادل کربن بین مانتل، اقیانوس‌ها و جو را مدل‌سازی کردند.
«کار ما نشان می‌دهد که فرآیندهای عمیق زمین، به‌ویژه تجزیهٔ ابرقارهٔ باستانی نونا، زنجیره‌ای از رویدادها را به وجود آورد که انتشار دی‌اکسید کربن آتشفشانی را کاهش داده و زیستگاه‌های دریایی کم‌عمق را گسترش داد؛ جایی که یوکاریوت‌های اولیه تکامل یافتند». مولر در بیانیه‌ای افزود: «رویکرد ما نشان می‌دهد که تکتونیک صفحه‌ها چگونه به قابلیت سکونت‌پذیری زمین کمک کرده است.»
در طول هزار میلیارد خسته‌کننده، قاره‌های زمین دو بار تجزیه و دوباره شکل می‌گرفتند و ابرقاره‌های نونا و رودینیا به وجود آمدند. حدود ۱٫۴۶ میلیارد سال پیش، نونا به تجزیه پرداخت که منجر به بروز شلف‌های قاره‌ای کم‌عمق شد. اگرچه مقدار اکسیژن محدود بود، این دریاهای کم‌عمق و معتدل به‌نظر می‌رسیدند شرایط ایده‌آلی برای تثبیت حیات پیچیده فراهم کردند. کاهش انتشار گازهای آتشفشانی و افزایش ذخیره‌سازی کربن در پوستهٔ اقیانوس این شرایط را تقویت کرد.
«ما بر این باوریم که این شلف‌های وسیع قاره‌ای و دریاهای کم‌عمق، انکوباتورهای اکولوژیکی اصلی بودند»، جوراج فارکاش، هم‌نویسندهٔ این پژوهش از دانشگاه آدلاید، در بیانیه‌ای گفت: «آن‌ها محیط‌های دریایی پایدار از نظر تکتونیک و شیمییک، با سطوح بالای مواد مغذی و اکسیژن فراهم کردند؛ که برای تکامل و تنوع بیشتر شکل‌های حیات پیچیده بر روی سیارهٔ ما حیاتی است.»
مطالعهٔ دیگری که سال گذشته در دانشگاه آریزونا انجام شد، نشان داد که حیات پیچیده برای بقا به انرژی و اکسیژن به‌مراتب بیشتری نسبت به پروتست‌های تک‌سلولی نیاز دارد. ممکن است هزار میلیارد خسته‌کننده دوره‌ای خسته‌کننده اما ضروری برای زمین باشد تا محیط مناسب برای شکوفایی حیات پیچیده ایجاد شود.
شاید «هزار میلیارد خسته‌کننده» آن‌قدر خسته‌کننده نباشد.