النشاط البركاني في الأنديز، تلقيح المحيط، تحوّل النظم البحرية، والبرودة العالمية في أواخر الميوسين

براكين، محيطات، وبرودة قديمة

كان أواخر الميوسين، قبل نحو 7 إلى 5 ملايين سنة، فترة شهدت تبريد مناخي على كوكب الأرض، وإعادة تنظيم للحياة البحرية، وبداية ازدياد حجم الحيتان العظيمة. تطرح هذه الدراسة سؤالاً مدهشاً: هل كان بإمكان البراكين على طول الأنديز، عبر نثر رماد غني بالمغذيات في المحيطات، أن تساعد في إطعام الحياة البحرية، وسحب ثاني أكسيد الكربون من الجو، ودفع الكوكب نحو ظروف أبرد؟ من خلال ربط الأحافير والسجلات الكيميائية والنماذج الحاسوبية المتقدمة، يستكشف الباحثون كيف ربما غيّرت الانفجارات البركانية على اليابسة الحياة والمناخ في البحر.

جبال تغذي البحر

تشكل الأنديز أطول سلسلة بركانية نشطة في العالم، شامخة فوق أمريكا الجنوبية ومجاورة لبعض أكثر مناطق المحيط إنتاجية على الكوكب، بما في ذلك تيار همبولت والمحيط الجنوبي. عندما تنفجر البراكين هناك بعنف، تقذف الرماد عالياً في الغلاف الجوي حيث تنقله الرياح بعيداً فوق البحر. ذلك الرماد ليس مجرد غبار: فهو يحتوي على مغذيات رئيسية مثل الحديد والفوسفور والسيليكا، التي تكون غالباً محدودة في مياه السطح. تركز الدراسة على أواخر الميوسين، عندما كان النشاط البركاني في الأنديز شديداً بشكل خاص. في الوقت نفسه تُظهر السجلات العالمية ازدياداً في إنتاجية المحيطات، وتغيرات واسعة في النظم البحرية، وانخفاضاً في ثاني أكسيد الكربون الجوي، وبرودة عامة. يقترح المؤلفون أن هطول رماد متكرر من الأنديز ساعد في تخصيب المحيط، مما عزّز الصلة بين الحياة والمناخ.

دلائل من الأحافير وطين المحيط

لاختبار هذه الفكرة، راجع الباحثون أولاً العديد من السجلات المستقلة من أنحاء العالم. تحافظ رواسب بحرية على السواحل البيروفية والتشيلية على طبقات غنية بالرماد مملوءة بالطحالب المجهرية (الدياتومات)، وبقايا إسفنجية، وأحافير فقرية متنوعة، مما يشير إلى بحار ساحلية شديدة الإنتاجية وشبكات غذائية معقدة. تُظهر التجميعات العالمية لبقايا الدياتومات ومستويات الفوسفات في المحيط العميق والترسيبات الغنية بالسيليكا ارتفاعاً ملحوظاً في الإنتاجية خلال أواخر الميوسين. وفي الوقت نفسه تكشف سجلات الحيتان وغيرها من الحيوانات البحرية الكبيرة قصة بارزة: زادت الحيتان الشريطية بسرعة في الحجم، بينما ارتفعت معدلات الانقراض بين الحيوانات البحرية العملاقة، خصوصاً في الحقبة البليوسينية. تشير هذه الأنماط إلى أن التغيرات المستمرة في إنتاجية المحيط وموائل الحياة—التي قادها جزئياً إيصال المغذيات من اليابسة—وضعت ضغوطاً قوية على الحياة البحرية.

تتبع الرماد في الهواء وفي الماء

ثم انتقل الفريق إلى النماذج ليرى ما إذا كان رماد الأنديز قد زوّد فعلاً بقدر كافٍ من المغذيات ليكون ذو أثر. باستخدام نموذج نقل جوي، قاموا بمحاكاة كيف يمكن أن يسافر رماد من جبال الأنديز الوسطى العالية تحت أنماط رياح شبيهة بالحديثة. حُمِلَت معظم أعمدة الرماد شرقاً فوق جنوب الأطلسي وإلى المحيط الهندي الجنوبي، بينما سقط جزء منها مباشرة في المحيط الهادئ قبالة شمال تشيلي. بعد ذلك أدخلوا هذا التدفق الغذائي المستمد من الرماد في نموذج نظام أرضي يتتبع فيزياء المحيط وبيولوجيته وتبادل الكربون. في نبضات قصيرة تمثل ثورات منفردة، أظهر النموذج ازدهاراً حاداً في انتشارات الدياتومات وزيادة في امتصاص ثاني أكسيد الكربون بواسطة المحيط الجنوبي. تكرار هذه الأحداث كل بضعة عقود إلى قرون بنى دفعة مستمرة نحو تصدير الكربون إلى المياه العميقة والرواسب.

ذاكرة طويلة في المحيط العميق

بما أن البحر العميق يستجيب ببطء، استخدم المؤلفون نموذجاً ثانياً أكثر تجريداً قادرًا على التشغيل لعشرات الآلاف من السنين. تتبّع هذا النموذج المغذيات والكربون أثناء تدويرهما ودفنها في الرواسب. تسببت نبضات الرماد المفردة في انخفاضات مؤقتة فقط في ثاني أكسيد الكربون الجوي، إذ أعاد المحيط العميق في نهاية المطاف الكربون المخزون إلى السطح. لكن عندما تكررت الثورات بشكل متكرر—وخاصة عند الجمع بينها وبين زيادة الغبار الخلفية الناتجة عن توسع المناطق الجافة—أنتج النموذج انخفاضات مستمرة تبلغ نحو 10 إلى 15 جزءاً في المليون من ثاني أكسيد الكربون على مدى عدة آلاف من السنين. وعلى الرغم من تواضعها بذاتها، يمكن أن تصبح مثل هذه الانخفاضات مهمة عندما تُضاف إلى عمليات أخرى كانت نشطة في أواخر الميوسين، مثل بناء الجبال وتغير دوران المحيط ونمو الصفائح الجليدية.

كيف ربما ساعد الرماد القديم في تبريد الأرض

في النهاية، تستنتج الدراسة أن ثورات الأنديز المتكررة من المحتمل أنها لم تقتصر على تغميق السماء القديمة. عبر تزويد مياه المحيط الجنوبي الفقيرة بالمغذيات بشكل مستمر برماد غني بالحديد والفوسفور، ساعدت هذه الثورات في تحفيز ازدهارات الدياتومات، وتقوية المضخّة البيولوجية التي تنقل الكربون إلى المحيط العميق، وخفضت إلى حد ما ثاني أكسيد الكربون الجوي. هذا التخصيب، إلى جانب زيادة إدخالات الغبار، وتحولات تيارات المحيط، وردود فعل ناجمة عن تزايد أعداد الحيتان، قد يكون ساهم في تبريد أواخر الميوسين وإعادة تشكيل النظم البيئية البحرية. تبرز هذه الدراسة مدى ترابط أجزاء الأرض الصلبة والسائلة والحية—وكيف يمكن أن يرن صدى "سماد" بركاني من الجبال عبر المحيطات والغلاف الجوي لآلاف السنين.

الاستشهاد: Carrapa, B., Clementz, M.T., Cosentino, N.J. et al. Andean volcanism, ocean fertilization, marine ecosystem turnover, and global cooling in the Late Miocene. Commun Earth Environ 7, 335 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03457-4

الكلمات المفتاحية: النشاط البركاني في الأنديز, تلقيح المحيط, تبريد أواخر الميوسين, إنتاجية المحيط الجنوبي, تغير النظام البيئي البحري