ذبذبات الفوسفور البحرية المتكررة أثناء الانقراضات الجماعية الكبرى في العصر القديم وتغير المناخ

البحار القديمة وغموض محيطات تحتضر

قبل الديناصورات بوقت طويل، شهدت محيطات الأرض هجرات بيروقراطية واسعة قضت على معظم الأنواع البحرية. لطالما شك العلماء أن دفعات مفاجئة من المغذّي الفوسفور ساهمت في هذه الأزمات، لكنهم كانوا يفتقرون إلى وسيلة مباشرة لاختبار ما حدث فعلاً في مياه البحر. يطوّر هذا البحث ويطبق «كبسولة زمنية» كيميائية على الصخور القديمة، كاشفاً ذروات فوسفور قصيرة لكن قوية تزامنت مع اثنين من أقدم الانقراضات الجماعية ومع تقلبات مناخية سريعة.

دلائل مخفية في طين وحجر المحيط القديم

ركّز الباحثون على انقراضيْن جماعييْن في العصر الباليوزوي المبكر: حدث أواخر الأوردوفيشي قبل نحو 445 مليون سنة وحدث أواخر الديفوني قبل نحو 372 مليون سنة. قضى كل منهما على نحو 80 بالمئة من الحياة البحرية وارتبط بتبريد عالمي قوي وتغيرات في أكسجة المحيط. لاستكشاف قصة المغذيات، قاس الفريق كميات ضئيلة من الفوسفور المحبوسة داخل معادن الكربونات، إشارة تُسمى الفوسفات المرتبط بالكربونات أو CAP. وبما أن فوسفور مياه البحر يُدمَج في الكربونات النامية بنسب تتناسب مع تركيزه، تعمل CAP كصُنْدوق لقطات كيميائي لمستويات المغذيات في وقت تكوّن كل طبقة صخرية.

دفعات غذائية قصيرة المدى امتدت عبر العالم

عين الفريق سبعة مقاطع صخرية منتشرة عبر القارات القديمة، بما في ذلك مواقع في كندا وإستونيا وجنوب الصين وغرب أستراليا ونيفادا. على الرغم من اختلاف نوع الصخور والظروف المحلية، أظهرت سجلات CAP كلها نفس النمط: مستويات خلفية متواضعة من الفوسفور تقطعها ذروات حادة وقصيرة الأمد. خلال حدث أواخر الأوردوفيشي، ظهر قمة فوسفور واضحة justo كما بدأت دفعة الانقراض الثانية والأشد. خلال حدث أواخر الديفوني، حاصرت ذروتان من الفوسفور فترة الانقراض الرئيسية. تشير اتساق هذه الذروات عبر مواقع بعيدة إلى أنها تتبع تغيّرات في المحيط العالمي بدل الشوائب المحلية في الرواسب أو التعديلات اللاحقة.

ربط المغذيات بفقدان الأكسجين والتبريد العالمي

لفهم ما تعنيه هذه دفعات الفوسفور بالنسبة لأنظمة الأرض، غذى العلماء بها نموذجاً حاسوبياً يُحاكي كيف تتفاعل المغذيات والكربون والأكسجين والمناخ عبر ملايين السنين. في النموذج، يؤدي دخول فوسفور إضافي إلى المحيط إلى ازدهار الطحالب بشدة. عندما يغوص هذا المادة العضوية ويتحلل، يستهلك الأكسجين، ما يوسّع مناطق نقص الأكسجين على قاع البحر. في الوقت نفسه، تُدفن مادة عضوية أكثر في الرواسب، مما يحبس الكربون ويقلل تدريجياً من ثاني أكسيد الكربون الجوي. تنتج عن ذلك اتساع انعدام الأكسجين في المحيط وتبريد عالمي بحدود درجات قليلة، مما يتطابق مع أدلة مستقلة من نظائر اليورانيوم والأكسجين ومن الصخورات السوداء الغنية بالمواد العضوية في السجل الصخري.

ضربات مميتة مختلفة في محيطات قديمة مختلفة

يعطي توقيت نبضات الفوسفور صورة أكثر تفصيلاً لطريقة تطور هذه الأزمات. في أواخر الأوردوفيشي، وقع نبضة الانقراض الأولى بينما كانت مستويات الفوسفور لا تزال منخفضة، مما يشير إلى أن التبريد الجليدي وانخفاض مستوى البحر كانا القاتلين الرئيسيين في المراحل المبكرة. جاءت قمة الفوسفور الكبيرة لاحقاً وتوافقها مع علامات فقدان أكسجين أقوى والنبضة الثانية من الانقراض، حين تعرضت الكائنات القاعية والمفتوحة للضرب بشدة. أما في أواخر الديفوني، فبحسب ذلك، كانت زيادة الفوسفور وتوسع مناطق نقص الأكسجين قد بدأت أصلاً خلال أزمة الشعاب المرجانية الأولى وبلغت ذروتها قبل الانقراض الرئيسي لبنّائي الشعاب والمخلوقات ذات الأصداف والأسماك الحرة السباحة. تلتها دفعة فوسفور ثانية، بدت وكأنها أطالت الأوضاع السيئة وأبطأت تعافي النظم البيئية حتى من دون ذروة انقراض جديدة.

لماذا تهمنا هذه القصة القديمة اليوم

بشكل عام، يقدم البحث أول دليل كمي عالمي على أن دفعات الفوسفور القصيرة دفعت المحيطات القديمة مراراً نحو فقدان الأكسجين والتبريد المناخي والانهيار الإيكولوجي. تُظهر النتائج أن المغذيات كانت معزّزات قوية أكثر من كونها مفاتيح تشغيل/إيقاف بسيطة، فتعمل أحياناً جنباً إلى جنب مع التبريد وتغير مستوى البحر، وأحياناً تحدد وتيرة التعافي. بتوضيح مدى حساسية الحياة البحرية لصدَمات مغذية قصيرة الأمد نسبياً، تقدم هذه الحوادث القديمة موازاة تحذيرية للمناطق الميتة الساحلية الحالية ولتحميل المغذيات الذي تسببه الأنشطة البشرية في بحار اليوم.

الاستشهاد: Dodd, M.S., Li, C., Zhang, Z. et al. Recurring marine phosphorus spikes during major palaeozoic mass extinctions and climate change. Nat Commun 17, 4481 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-70701-y

الكلمات المفتاحية: دورة الفوسفور, انعدام الأكسجين في المحيط, انقراض جماعي, علم محيطات العصور القديمة, تبريد عالمي