Enhanced mercury accumulation links to terrestrial carbon mobilization during the PETM
تكشف بيانات نظائر الزئبق عالية الدقة من الجرف الأوسط لمنتصف المحيط الأطلسي في الولايات المتحدة أن بداية الحدث الحراري للباليوسين-الإيوسين كانت مصحوبة بانبعاك هائل للزئبق من المستودعات البرية، مما يوفر دليلاً مستقلاً على أن أكسدة الكربون العضوي البري ساهمت بشكل كبير في الاحترار المفرط لهذا الحدث.
البحث الأصلي مرخَّص بموجب CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). هذا شرح مولَّده بالذكاء الاصطناعي للبحث أدناه. لم يكتبه المؤلفون ولم يصادقوا عليه. وللتحقق من الدقة التقنية، يرجى الرجوع إلى البحث الأصلي. اقرأ إخلاء المسؤولية الكامل
تخيل الأرض كمنزل ضخم يتنفس. أحياناً، يصاب المنزل بحمى، وترتفع درجة حرارته. يطلق العلماء على هذه "الحمى" اسم حالات فرط الحرارة، وواحدة من أشهرها حدثت قبل حوالي 56 مليون سنة، وتُعرف باسم (PETM). خلال تلك الفترة، أصبح الكوكب أكثر سخونة بشكل ملحوظ، وارتدت حرارة المحيطات، وأصبح الطقس جامحاً. كان اللغز الكبير للعلماء دائماً هو: ما الذي أشعل النار؟ هل كان ثوراناً بركانياً هائلاً ينفث الغازات من أعماق الأرض، أم أن شيئاً ما كان يحدث على السطح، مثل تحلل الغابات أو ذوبان الجليد الذي يطلق كربوناً قديماً؟
ولحل هذا، يبحث العلماء غالباً عن "بصمات كيميائية" تتركها الصخور خلفها. إحدى أكثر البصمات فائدة هي الزئبق. فكر في الزئبق كصبغة صغيرة غير مرئية تلتصق بالمادة العضوية (مثل النباتات والتربة) وتنتقل مع الماء. عندما تثور البراكين، فإنها تطلق زئبقاً له "بصمة" محددة تبدو بطريقة معينة. وعندما تطلق التربة والنباتات الزئبق، تبدو بصمته مختلفة. ومن خلال قياس كمية الزئبق في الطمي القديم وفحص بصمته، يمكن للعلماء معرفة ما إذا كان الزئبق قد جاء من بركان أو من تعرية اليابسة. وهذا أمر بالغ الأهمية؛ لأنه إذا عرفنا من أين جاء الكربون خلال فترة (PETM)، فيمكننا فهم كيف قد يتفاعل كوكبنا اليوم إذا استمر في الاحترار.
رحلة البحث عن الزئبق العظيم
في هذه الدراسة، انطلق فريق من الباحثين في مهمة استقصائية إلى القيعان الموحلة لرف Mid-Atlantic، قبالة سواحل نيوجيرسي وماريلاند. لقد حفروا عميقاً في الأرض لاستخراج عينات من الرواسب التي ترسبت خلال فترة (PETM). وكان هدفهم؟ معرفة ما إذا كان الزئبق الموجود في الطمي يحكي قصة انفجار بركاني أو جرف هائل لليابسة.
لقد وجدوا طفرة هائلة في الزئبق. خلال فترة (PETM)، قفزت كمية الزئبق في الطمي بمعدل ضعفين أو ثلاثة أضعاف المستويات الطبيعية. لكن الدليل الحقيقي لم يكن فقط في كمية الزئبق الموجودة، بل في نوعها. استخدم الباحثون أداة عالية التقنية لقياس "البصمة النظائرية" للزئبق — فكر في هذا كفحص "الحمض النووي" للزئبق.
قبل فترة (PETM)، كانت بصمة الزئبق في الطمي إيجابية، مما يعني عادة أنه سقط من السماء على شكل أمطار (ترسيب رطب). ولكن في اللحظة التي بدأت فيها فترة (PETM)، انقلبت البصمة. فقد تحولت بشكل حاد إلى سالبة. هذه الإشارة السالبة هي "بصمة" الزئبق القادم من الأرض — وتحديداً من التربة والنباتات والصخور القديمة التي كانت تُجرف بفعل الأنهار.
تجادل الورقة البحثية بقوة ضد فكرة أن هذا الزئبق جاء من البراكين. فالزئبق البركاني عادة ما يكون له بصمة محايدة أو إيجابية قليلاً. وبما أن زئبق الطمي أصبح سالباً، يقترح المؤلفون أنه لم يأتِ من منطقة شمال المحيط الأطلسي البركانية (المنطقة البركانية الضخمة التي غالباً ما تُلقى باللوم عليها في فترة PETM). بدلاً من ذلك، يشير هذا إلى متهم آخر: اليابسة نفسها.
محرك التعرية
إذن، ما الذي تسبب في هذا الإطلاق الهائل لزئبق التربة؟ تقترح الورقة أن الأرض أصبحت ساخنة جداً لدرجة أن دورة المياه دخلت في حالة من النشاط المفرط. فقد هطلت الأمطار بغزارة أكبر، وبدأت النباتات التي تمسك التربة عادةً في الموت. خلق هذا "عاصفة مثالية" للتعرية؛ حيث جرفت الأمطار الغزيرة كميات هائلة من التربة السطحية والصخور الرسوبية القديمة من القارات وألقتها في المحيط.
ولأن الزئبق يحب الالتصاق بالتربة والمادة العضوية، فقد حمل كل ذلك التراب المنجرف معه حمولة ضخمة من الزئبق. استخدم الباحثون نموذج خلط (يشبه حاسبة الوصفات) لتحديد المكونات. وقد قدروا أن أكثر من نصف الزئبق في المحيط خلال فترة (PETM) جاء من هذه المصادر البرية.
عدّ الكربون
هنا يصبح الأمر مثيراً للاهتمام حقاً. أدرك الباحثون أنه إذا كنت تعرف كمية زئبق التربة التي جرفت إلى المحيط، يمكنك تخمين كمية الكربون التي جاءت معها في الرحلة. فالتربة والصخور القديمة مليئة بالكربون. وعندما يُجرف هذا الكربون إلى المح المحيط ويتعرض للأكسجين، يتحول إلى ثاني أكسيد الكربون (CO₂).
باستخدام بيانات الزئبق الخاصة بهم كدليل، حسب الفريق كمية الكربون التي قد يتم إطلاقها. لقد وضعوا ثلاثة سيناريوهات مختلفة لمراعاة عدم اليقين:
- سيناريو "الخامل" (Passive): تقدير منخفض يشير إلى إطلاق ما بين 340 إلى 395 بيتاغرام من الكربون.
- السيناريو "المتوسط" (Average): تقدير متوسط يبلغ حوالي 1,400 بيتاغرام من الكربون.
- السيناريو "النشط" (Active): تقدير مرتفع يصل إلى 4,520 بيتاغرام من الكربون.
تشير الورقة إلى أنه تحت السيناريو المتوسط، تم إطلاق حوالي 1,400 بيتاغرام من الكربون، وفي السيناريو الأسوأ، يمكن أن يصل الرقم إلى 4,520 بيتاغرام. ولوضع ذلك في السياق، فإن إجمالي كمية الكربون المنبعثة خلال حدث (PETM) بأكمله تُقدر بنحو 10,200 بيتاغرام. وهذا يعني أن تعرية الأرض وإطلاق الكربون يمكن أن يمثل جزءاً ضخماً — ربما نصف الكمية الإجمالية للكربون الذي سخّن الكوكب.
الخلاصة
لا تدعي هذه الورقة أنها حلت لغز (PETM) بالكامل. فهي تنص صراحة على أن هناك لاعبين آخرين، مثل الغازات البركانية وميثان الذوبان، ساهموا أيضاً. ومع ذلك، توفر أدلة الزئبق دليلاً مستقلاً وقوياً على أن اليابسة نفسها لعبت دوراً هائلاً.
القصة التي يرويها المؤلفون هي قصة "حلقة تغذية راجعة إيجابية": ارتفعت حرارة الكوكب، مما تسبب في مزيد من الأمطار وفقدان الغطاء النباتي، مما أدى إلى تعرية هائلة. جرفت هذه التعرية كميات ضخمة من الكربون القديم إلى المحيط، حيث تحول إلى ثاني أكسيد الكربون، مما أدى بدوره إلى زيادة دفء الكوكب بشكل أكبر. إنه قطار سريع من تغير المناخ مدفوع بتفاعل سطح الأرض مع الحرارة. وبينما يوجد مجال للمناورة في الأرقام الدقيقة، إلا أن الاتجاه واضح: كان تحريك الكربون البري محركاً رئيسياً لفترة (PETM)، والزئبق الموجود في الطمي هو "الدليل القاطع" الذي يثبت ذلك.
غارق في أبحاث مجالك؟
تصلك نشرة يومية بأحدث الأبحاث المطابقة لكلماتك البحثية المفتاحية — مع ملخصات تقنية، بلغتك.