هبوط مفاجئ في تدفق التجوية ضاعف حدث الاحترار الأرتينسكي خلال عصر الجليد في أواخر الباليوزوي

عندما يعكس تغير المناخ القديم واقع اليوم

قبل وقت طويل من بدء البشر في حرق الوقود الأحفوري، شهدت الأرض دفءً طبيعياً دراماتيكياً أذاب صفائح جليدية شاسعة وحوّل المناخات في أنحاء العالم. تركز هذه الدراسة على تلك الحقبة القديمة — حدث الاحترار الأرتينسكي قبل نحو 290 مليون سنة — لتطرح سؤالاً ذا مغزى اليوم: ماذا يحدث عندما تضعف أنظمة التبريد الطبيعية للكوكب فجأة في الوقت نفسه الذي ترتفع فيه غازات الاحتباس الحراري؟

عالم يخرج من تجمد عميق

قبل نحو 300 مليون سنة، كانت الأرض محاصرة في عصر جليدي طويل. امتدت صفائح جليدية هائلة عبر القارة الجنوبية العملاقة غوندوانا، وكانت مستويات سطح البحر منخفضة. بحلول العصر البرمي المبكر، مع ذلك، بدأ ذلك العالم الجليدي ينهار. تراجعت الأنهار الجليدية، وغمرت البحار الضحلة القارات، وأصبحت المناطق الاستوائية أشد حرارة وجفافاً. يسمي الجيولوجيون واحداً من فترات الاحترار الحادة خلال هذه الحقبة حدث الاحترار الأرتينسكي. تميز بارتفاع درجات حرارة المحيطات، وتقلص الأنهار الجليدية، وانهيار غابات المستنقعات، وضغط على الحياة البحرية — تغييرات تجعله واحداً من أفضل النظائر القديمة للتحولات المناخية السريعة في مستقبلنا.

قراءة دلائل المناخ في صخور قاع البحر القديمة

درس المؤلفون طبقة سميكة من الحجر الجيري ترسبت على منحدر قاري فيما يُعرف اليوم بجنوب الصين، وكانت تقع حينها قرب خط الاستواء. سجّلت هذه الصخور بهدوء تغيرات في كيمياء ماء البحر والأراضي المجاورة. قاس الفريق أشكال الكربون في كل من المعادن الكربوناتية والمادة العضوية، وكمية الكربون العضوي، وآثار الزئبق (إشارة إلى النشاط البركاني)، والتركيب الكيميائي لحبيبات دقيقة من المواد المنقولة من اليابسة المحتجزة في الحجر الجيري. ومن تلك الحبيبات حسبوا مؤشرات التجوية — أرقام تكشف مدى شدة تحلل الصخور على اليابسة بفعل الحرارة والماء والهواء. معاً، تقدم هذه القياسات جدولا زمنياً لكيفية تطور دورة الكربون، والنشاط البركاني، وتجوية القارات أثناء تصاعد وذروة حدث الاحترار.

البراكين تشعل الاحترار، لكن تجوية الصخور تسمح باستمراره

تُظهر الإشارات الكيميائية أنه خلال الفاصل الزمني الرئيسي لحدث الاحترار الأرتينسكي، انخفضت قيم نظائر الكربون في الصخور بشكل حاد، مما يدل على حقن سريع للكربون في نظام الغلاف الجوي–المحيطي. وفي الوقت نفسه قفزت مستويات الزئبق، مما يعكس نشاطاً بركانياً مكثفاً من عدة محافظ نارية وشرائط بركانية. تلك الانفجارات كانت ستطلق كميات كبيرة من ثاني أكسيد الكربون، مما أطلق عملية انحسار الجليد. ومع ذلك يظهر شيء آخر مفاجئ في البيانات: ارتفعت مؤشرات التجوية الكيميائية، موضحة أن الظروف الدافئة والرطبة سرّعت في البداية تحلل الصخور على اليابسة — وهي عملية طبيعية تسحب عادة CO2 من الهواء وتساعد على استقرار المناخ. لفهم لماذا اشتد الاحترار رغم ذلك، استخدم المؤلفون نموذجاً معتمداً يربط الحرارة والهطول ونوع الصخر بكمية CO2 التي تزيلها التجوية.

عندما يتقلص ترموستات طبيعي في الحجم

يركز النموذج على الصخور البركانية الداكنة الغنية بالكالسيوم والمغنيسيوم في المناطق الاستوائية، والتي تكون فعالة بشكل خاص في استهلاك CO2 أثناء تجويتها. بدمج مؤشرات التجوية مع إعادة بناء لتوزع هذه الصخور قرب خط الاستواء ومقدار اليابسة المعرضة فوق مستوى البحر، قدّر الفريق «تدفق التجوية» الكلي — القدرة الإجمالية لتلك الصخور على سحب CO2. مع ارتفاع البحار وانجراف القارات، تقلصت مساحة الصخور المافيك الاستوائية المكشوفة حتى في حين بقيت معدلات التجوية المحلية مرتفعة. تُظهر حساباتهم هبوطاً مستداماً في هذا التدفق المنخفض العرضي خلال حدث الاحترار. بكلمات أخرى، أصبح الإسفنج الطبيعي الأقوى لثاني أكسيد الكربون على الأرض أصغر فجأة، فتمت إزالة غاز دفيئة أقل من الجو حتى مع استمرار البراكين في إضافة المزيد.

الحياة والمناظر الطبيعية تحت سماء أحر

تفسير الصاعقة الثنائية — كربون إضافي من البراكين بالإضافة إلى خافض ضعيف لتجوية الصخور — يساعد على توضيح لماذا أصبح حدث الاحترار الأرتينسكي أكثر مراحل الذوبان حدة في عصر الجليد بالحقبة الباليوزوية المتأخرة. توالت العواقب عبر نظام الأرض. تراجعت الصفائح الجليدية بشكل دراماتيكي، جفت المناطق الاستوائية، ازداد نشاط الحرائق البرية على الأرجح، وانهارت المستنقعات الساحلية التي كانت تخزن كميات هائلة من المواد النباتية. تكبدت التجمعات البحرية، بما في ذلك الكائنات الدقيقة ذات الأصداف المعقدة المسماة الفوسولينات، خسائر كبيرة. وتقترح الدراسة أنه عندما تعمل آليات تدفئة متعددة معاً، يمكن للمناخ أن يتحوّل أسرع وأبعد مما يحدث بسبب سبب واحد فقط.

ماذا يعني هذا القصة القديمة بالنسبة لنا

للغير متخصص، الرسالة الأساسية واضحة: يتحكم مناخ الأرض ليس فقط بكمية الكربون التي تدخل الهواء، بل أيضاً بمدى فاعلية سطح الكوكب في سحب ذلك الكربون مرة أخرى. خلال حدث الاحترار الأرتينسكي، رفعت الانبعاثات البركانية مستوى CO2، بينما قلّص ارتفاع البحار وانزياح القارات بهدوء مساحة الصخور شديدة التفاعل التي عادة ما تساعد على تبريد الكوكب. ضاعف هذا المزيج الاحترار ودفع لإعادة تنظيم عميقة للمناخات والنظم البيئية. اليوم، يضيف البشر الكربون أسرع حتى من البراكين القديمة، بينما يغيّرون أيضاً المشاهد الطبيعية التي تؤثر على التجوية وتخزين الكربون. يحذر السجل القديم من أنه عندما تضعف الفرامل الطبيعية على الاحترار في الوقت نفسه الذي يتم فيه الضغط على دواسة السرعة، يمكن لنظام المناخ أن يستجيب بتغيرات مفاجئة وطويلة الأمد.

الاستشهاد: Sun, S., Chen, A., Ogg, J.G. et al. An abrupt drop in weathering flux amplified the Artinskian Warming Event during the Late Paleozoic Ice Age. Commun Earth Environ 7, 257 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03288-3

الكلمات المفتاحية: احتباس المناخ القديم, تجوية الصخور, ثاني أكسيد الكربون من البراكين, انحسار العصر الجليدي, تاريخ الأرض في العصر البرمي