الملائمة للسكن على حافة حد التأكسد الأحمر خلال الانقراض الجماعي في نهاية البرمي–الترياسي

الحياة تتشبث على الحافة

قبل نحو 252 مليون سنة، شهدت الأرض أكبر موجة انقراض معروفة: انقراض نهاية البرمي، عندما اختفى نحو تسعة من كل عشرة أنواع بحرية. يطرح هذا البحث سؤالاً بداخلياً بسيطاً لكن له دلالات كبيرة لكيفية بقاء الحياة عند الكوارث: عندما أصبحت معظم مياه المحيط العميقة محرومة من الأكسجين، هل كانت لا تزال هناك جيوب من المياه القابلة للتنفس يمكن للكائنات البحرية أن تتشبث بها؟ من خلال فحص طبقات صخرية من بحار استوائية قديمة فيما هو الآن وسط إيران، يستكشف المؤلفون كيف ربما عملت بعض المناطق البحرية الضحلة كملاذات أخيرة خلال أزمة عالمية.

زمن قاتل في تاريخ الأرض

قاد أزمة نهاية البرمي نشاط بركاني مكثف، لا سيما في سيبيريا، الذي أطلق كميات هائلة من غازات الدفيئة. ارتفعت درجات الحرارة بسرعة؛ وسخنت مياه السطح في المحيطات الاستوائية إلى نطاقات كانت قاتلة للعديد من الكائنات. ساعد الاحترار على تكوين طبقية في المحيطات، مفصلاً مياه السطح عن الطبقات الأعمق ومسهماً في فقدان واسع للأكسجين في الأعماق. صور كثير من الباحثين ذلك كمحيط «ميت» شبه عالمي، لكن نماذج الحاسوب وبعض الأدلة الأحفورية تشير إلى أن الصورة كانت أكثر رقعياً، مع بقاء بعض المناطق—وبعض أعماق المياه—صالحة للعيش.

قراءة صخور رف ضحل استوائي قديم

لاختبار هذه الفكرة، ركز الفريق على مقطعين صخريين، أبادِه وباغوك، تشكَلا على رف استوائي واسع على هامش محيط تيثيس، قرب خط الاستواء. تلك المواقع مميزة لأن رواسبها تراكمت بشكل مستمر عبر فترة الانقراض، فحفظت سجلاً مفصلاً بدلاً من سجل متقطع. تشمل الصخور أحجاراً جيرية غنية بالأحفوريات من أواخر البرمي، وتراكيب جيرية عقدية غريبة بُنيت بواسطة مجتمعات ميكروبية، وأحجاراً جيرية رقيقة الطبقات وصفائح طينية سوداء في بداية الترياسي. من خلال دمج الملاحظات الحقلية ومحتوى الأحافير وقياسات العديد من العناصر والنظائر الكيميائية، أعاد الباحثون بناء كيفية تغير الأكسجين والمغذيات في هذه البحار القديمة عبر الزمن.

دلائل كيميائية على مياه قابلة للتنفس مختفية

تعمل عناصر معينة في الصخور كمتعقبات لظروف المياه القديمة. تشير مستويات اليورانيوم والموليبدينوم المنخفضة جداً، إلى جانب نسب عالية من الثوريوم إلى اليورانيوم، إلى مياه بحرية مُشحونة جيداً بالأكسجين خلال أواخر البرمي في هذه المواقع. وتستمر نفس الأنماط عبر أفق الانقراض ومن خلال كل من الصخور الجيرية الميكروبية والصفائح الطينية السوداء، مما يدل على أن عمود المياه الضحل فوق قاع البحر ظل عموماً مُشوَّحاً بالأكسجين حتى بينما فقدت أجزاء كبيرة من المحيط العميق العالمي أكسجينها. وفي الوقت نفسه، تنخفض العناصر المرتبطة بالإنتاجية البيولوجية، مثل النيكل والزنك والفوسفور، بشكل حاد قبل الذروة الرئيسية للانقراض. وهذا يوحي بأن الإنتاجية المحلية—وبالتالي كمية المادة العضوية المتحللة التي تستهلك الأكسجين—انخفضت، مما ساعد الماء على البقاء قابلاً للتنفس على الرغم من الضغوط البيئية العالمية.

حد مرئي متحرك غير مرئي

واحدة من أبلغ الإشارات تأتي من المنغنيز، عنصر يتصرف بشكل مختلف في المياه الغنية بالأكسجين مقابل الفقيرة بالأكسجين. تظهر الصخور قفزات قوية في محتوى المنغنيز حول فترة الانقراض في كلا المقطعين. تتناسب هذه النمطية مع سيناريو ذاب فيه المنغنيز في المياه العميقة المعدومة للأكسجين وصعد حتى التقى المياه السطحية المؤكسجة، حيث تحول إلى جسيمات صلبة وغرق. تشير هذه الاغناءات إلى أن الحدود غير المرئية بين طبقات فقيرة وغنية بالأكسجين تحركت مراراً صعوداً وهبوطاً، وغالباً ما غزت الرف الضحل لكنها لم تستقر هناك بشكل دائم. بعبارة أخرى، جلس رف تيثيس المركزي على حافة حد أحمر متحرك—جبهة ديناميكية بين ظروف قاتلة وصالحة للنجاة.

مصانع أكسجين دقيقة وبحار هائجة

ينظر البحث أيضاً في كيفية تزويد هذه الملاذات المهددة بالأكسجين. المصدران الرئيسيان المرجحان هما: الخلط المباشر مع الغلاف الجوي، خاصة في المياه الضحلة المتحركة بالأمواج، وتوليد الأكسجين المحلي بواسطة الميكروبات الضوئية البانية للتراكيب الميكروبية. تظهر الأحافير والملمس داخل الصخور حيوانات قاعية متنوعة تعيش بين وداخل هذه التلال الميكروبية، مما يوحي بوجود نوافذ وجيزة من الظروف الصالحة. ومع ذلك، تَكْسِب الحِصَص الميكروبية الحديثة عادة طبقة رقيقة فقط من الأكسجين للمياه المحيطة، لذا يجادل المؤلفون بأن تبادل الهواء–البحر، المُعزز بالرياح والأمواج، لعب على الأرجح دوراً كبيراً إلى جانب النشاط الميكروبي.

ما الذي يعنيه هذا للحياة تحت الضغط

تُظهر الأدلة مجتمعة أنه حتى أثناء أكبر انقراض بحري للأرض، ظلت بعض الرفوف الاستوائية الضحلة في الغالب مُشوَّحة بالأكسجين، رغم أنها تعرضت مراراً للتهديد بغزو مياه عميقة فقيرة بالأكسجين. حافظ انخفاض الإنتاجية على انخفاض الطلب على الأكسجين، بينما أبقت الخلطات مع الغلاف الجوي والتمثيل الضوئي المحلي مياه السطح مزودة بالأكسجين. كانت هذه المناطق توفر ملاذات نادرة للكائنات المعتمدة على الأكسجين، حتى بينما كانت الحدود المتحركة سريعاً والضغوط الكيميائية تفرض أثراً ثقيلاً على التنوع البيولوجي. يؤكد العمل أن الانقراضات الجماعية الماضية لم تخلق محيطات ميتة بشكل موحد؛ بل شكلت رقعة من الأعماق العدائية والملاذات الهشة—نمط قد يكون حاسماً لفهم كيفية استجابة الحياة للتغير البيئي الشديد اليوم.

الاستشهاد: Bagherpour, B., Ardakani, O.H., Herwartz, D. et al. Habitability at the edge of the redox boundary during the Permian–Triassic mass extinction. Sci Rep 16, 12469 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-47893-w

الكلمات المفتاحية: انقراض البرمي الترياسي, أكسجين المحيط, محيط تيثيس, ملاجئ بحرية ضحلة, انقراض جماعي