گازی سمی عامل نابودی نیمی از حیات دریایی در اولین انقراض جمعی زمین بود

نزدیک به ۵۳۰ میلیون سال پیش، سیاره‌ی زمین به دنبال انفجار کامبرین مملو از حیات بود. در آن زمان اغلب گروه‌های جانوری که امروز در سوابق فسیلی می‌بینیم روی زمین زندگی می‌کردند. بخش زیادی از این فراوانی در اقیانوس‌ها نهفته بود که غنی از جانوران عجیب مثل تریلوبیت‌های زره‌پوش، میگوهای ۹۰ سانتی‌متری و کرم‌هایی با خارهای خطرناک بود.

اما سوابق فسیلی نشان می‌دهند که فقط ۲۰ میلیون سال بعد، چیزی درحدود ۴۵ درصد از تمام جانوران اقیانوس دراثر یک حادثه از بین رفتند. این رویداد بزرگ انقراض جمعی موجب تخریب در مقیاسی بی‌سابقه شد.

برای سال‌ها دیدگاه غالب این بود که، مرگ ناگهانی گونه‌ها عمدتا ناشی از گسترش سریع شرایط کم‌اکسیژن یا «بی‌اکسیژنی» بود. بر اساس یک نظریه، انفجار ناگهانی کامبرین باعث شد به دنبال مرگ گیاهان و جانوران، بستر دریا با پوششی از مواد آلی در حال تجزیه پوشانده شود که بخش زیادی از اکسیژن ستون‌های آبی را جذب کردند.

با این‌حال پژوهش جدیدی که در ماه اکتبر در مجله‌ی Geophysical Research Letters منتشر شد، نشان می‌دهد موج مرگ و میر علت دیگری داشته است: افزایش گاز شیمیایی تهو‌ع‌آوری به نام هیدروژن سولفید که حیات دریاها را از بین برد. این ماده‌ی شیمیایی برای کل جانوران دریایی کشنده بود. در واقع هیچ جانوری نمی‌توانست به مدت طولانی از چنین محیطی جان سالم به در ببرد.

پژوهشگرها در سوابق زمین‌شناسی سکوی یانگتزه، فلاتی عظیم در جنوب چین، به سرنخ‌هایی درباره‌ی انقراض ناگهانی رسیدند. آن‌ها به جستجوی مولیبدنوم رفتند؛ عنصری شیمیایی که از سنگ‌های خشکی به رودخانه‌ها و اقیانوس راه می‌یابد. مولیبدنوم در اقیانوس‌ها تا مدت‌ها دوام می‌آورد و تراکم آن در رسوب‌ها بر اساس شیمی آب مجاور متغیر است.

نمونه‌های به‌دست‌آمده از دوره‌ی انقراض جمعی حاوی سطوح بالایی از مولیبدنوم بودند. این شاخص نشان می‌دهد احتمال وجود هیدروژن سولفید در آب بالا بوده؛ زیرا مولیبدنوم می‌تواند برای تشکیل ترکیب‌های حل‌نشدنی با سولفور ترکیب و سپس در رسوب‌ها انباشته شود. این اتفاق در آب‌های سولفیدی بسیار بیشتر از آب‌های معمولی رخ می‌دهد؛ به ویژه زمانی که تراکم هیدروژن سولفید بسیار بالا باشد. به بیان دیگر، تراکم بیشتر مولیبدنوم با مقدار بیشتر هیدروژن سولفید در آب رابطه مستقیم دارد.

در مرحله‌ی فعلی، هیچ‌کس نمی‌تواند با اطمینان بگوید عامل گسترش آب‌های سولفیدی چیست. با این‌حال یکی از علت‌ها می‌تواند کمبود اکسیژن بر اثر انفجار مواد آلی باشد که در بستر دریا ته‌نشین و فاسد شدند و به این ترتیب زمینه‌ساز ضیافتی برای تریلیون‌ها میکروب شدند.

میکروب‌هایی که روی مواد درحال تجزیه شکل گرفتند، شروع به مصرف سولفات کردند؛ اما در این فرآیند، افزایش جمعیت میکروب‌ها باعث تبدیل سولفات‌ها به هیدروژن سولفید شد و به این ترتیب آب مملو از این موج سمی شد.

گرچه نمونه‌های پژوهشگرها صرفا از چین کنونی به دست آمدند، آن‌ها بر این باورند که گسترش وضعیت سمی در مقیاسی جهانی رخ داده است؛ زیرا مولیبدنوم دارای یک زمان مقاومت صدها هزار ساله در اقیانوس است. این چرخه‌ی حیات طولانی به این معنی است که سطوح ایزوتوپی ملیبدنوم در رسوب‌های دریایی نشانه‌ای از میانگین کل دریا هستند.

هدف از پژوهش‌های بعدی ردیابی عامل شرایط بی‌هوازی و موج سولفیدی است. این نوع پژوهش به دانشمندان کمک می‌کند به چشم‌اندازی از محدودیت‌های زیست‌پذیری روی زمین برسند.