آیا الگوهای تغییر آب‌و‌هوا را در گذشته می‌توانید تصور کنید؟

نگاهی به گذشته زمین برای درک تغییرات اقلیمی آینده

با توجه به تغییرات اقلیمی بی‌سابقه‌ای که زمین با آن مواجه است، بررسی تاریخ عمیق این سیاره می‌تواند بینش‌های مهمی درباره آنچه در آینده ممکن است رخ دهد، ارائه دهد. دانش ما درباره جهان طبیعی میلیون‌ها سال پیش ناقص است، اما یک مطالعه ۱۵ ساله در یک منطقه در بولیوی که توسط یک تیم بین‌المللی به رهبری دانشگاه کیس وسترن ریزرو انجام شده، نمای کاملی از یک اکوسیستم باستانی در زمانی که زمین بسیار گرم‌تر از امروز بود فراهم می‌کند. نتایج این تحقیق جامع در نشریه Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology منتشر شده است.

اکوسیستم باستانی در حوضه کبرادا هوندا

این سایت که به نام حوضه کبرادا هوندا (QHB) در کوه‌های آند در جنوب بولیوی شناخته می‌شود، به دوره‌ای ۱۳ میلیون سال پیش در دوران میوسن تعلق دارد. در این دوره، اقلیم زمین از سردی دوره قبلی بهبود یافت و دماهای جهانی و تنوع زیستی پستانداران به طور قابل توجهی افزایش یافت. به طور کلی، دماها ۳ تا ۴ درجه سلسیوس گرم‌تر از امروز بودند. درک اکوسیستم‌های گذشته به پیش‌بینی آنچه ممکن است در آینده به دلیل تغییرات اقلیمی ناشی از فعالیت‌های انسانی رخ دهد، کمک می‌کند.

دارین کرفت، استاد آناتومی در دانشکده پزشکی کیس وسترن ریزرو و رهبر تیم QHB، گفت: “سایت‌هایی مانند این در بولیوی برای کمک به ما در کالیبره کردن مدل‌های اقلیمی ضروری هستند. درک ما از تغییرات اقلیمی بر اساس مدل‌ها است و این مدل‌ها بر اساس اطلاعات گذشته ساخته شده‌اند. ما وارد قلمرو ناشناخته‌ای از نظر اقلیم می‌شویم و برای به دست آوردن شرایط مشابه، باید به عمق زمان برگردیم.”

ارتفاع و ویژگی‌های جغرافیایی حوضه

این سایت در ارتفاع ۱۱,۵۰۰ فوت (۳,۵۰۰ متر) بالای سطح دریا واقع شده است. زمانی که فسیل‌های آن جمع‌آوری شده، ارتفاع آن کمتر بود، اما دقیقاً چقدر، موضوع بحث بوده است. مطالعات قبلی با استفاده از ژئوشیمی به این نتیجه رسیدند که حوضه میوسن QHB نسبتاً بالا و نزدیک به ۱۰,۰۰۰ فوت (۳,۰۰۰ متر) بوده است. اما انتشار کنونی دماهای گرم‌تر و ارتفاع پایین‌تر را ترجیح می‌دهد، احتمالاً کمتر از ۳,۰۰۰ فوت (۱,۰۰۰ متر)، که به این معناست که بلند شدن کوه‌های آند در زمان زمین‌شناسی نسبت به آنچه قبلاً تصور می‌شد، به تازگی‌تر اتفاق افتاده است.

یافتن فسیل‌های متنوع

تیم تحقیقاتی فسیل‌های متنوعی از جمله استخوان‌ها و دندان‌های پستانداران و دیگر مهره‌داران، بقایای میکروسکوپی گیاهان، خاک‌های باستانی و ردپاها و نشانه‌های حشرات و دیگر بی‌مهرگان را پیدا کرد.

کشفات جدید از سایت فسیل در بولیوی

حیوانات خون‌سردی که در این سایت یافت شده‌اند، از جمله یک لاک‌پشت غول‌پیکر، یک لاک‌پشت گردن‌جانبی و یک مار بسیار بزرگ، نشان می‌دهند که ارتفاع این منطقه در زمانی که این حیوانات زندگی می‌کردند، کمتر از ۱۰۰۰ متر بوده است. این نتیجه بر اساس توزیع‌های امروزی گونه‌های نزدیک به این حیوانات به دست آمده است. تیم تحقیقاتی نتیجه‌گیری کرد که QHB یک جنگل خشک یا ساوانای درختی با نخل‌ها و بامبوها بوده است که در ارتفاعات پایین‌تر رشد می‌کنند و هیچ شباهتی به اکوسیستم‌های مدرن ندارد.

کارولین استرومبرگ، نویسنده اول و استاد زیست‌شناسی در دانشگاه واشنگتن، به مطالعه فسیل‌های فیتولیت پرداخت. فیتولیت‌ها قطعات میکروسکوپی سیلیس هستند که در دیواره‌های سلولی گیاهان یافت می‌شوند و ویژگی‌های خاصی از نوع گیاهان را نشان می‌دهند. او فسیل‌های فیتولیت را با نمونه‌های گیاهی معاصر مقایسه کرد تا ترکیب گیاهان موجود در سایت را شناسایی کند. لایه‌های خاکستر آتشفشانی و نشانه‌های مغناطیسی در سنگ‌ها به دقت‌گذاری فسیل‌ها کمک کردند. تنوع مواد حفظ‌شده به تیم کرفت این امکان را داد تا بازسازی‌های دقیقی از گیاهان و حیوانات و شرایط زندگی آن‌ها انجام دهند.

تیم تحقیقاتی ۱۳ گونه جدید از پستانداران فسیلی را بر اساس بقایای موجود در این سایت نام‌گذاری کرد، از جمله کیسه‌داران، پستانداران سم‌دار، جوندگان و آرمادیلوها. بیشتر این گونه‌ها در هیچ جای دیگر آمریکای جنوبی یافت نشده و هیچ نسل مدرنی ندارند. راسل انگلمن، دانشجوی تحصیلات تکمیلی زیست‌شناسی در دانشگاه کیس وسترن ریزرو که بر روی فسیل‌های پستانداران کار کرده است، گفت: «طبیعت تنوع بسیار زیادی در طرح‌های بدنی دارد که اغلب بسیار بیشتر از تنوع محدودی است که امروزه می‌بینیم».

دیگر نویسندگان همکار شامل بوری سايلور، استاد علوم زمین، محیط زیست و سیارات در دانشگاه کیس وسترن ریزرو؛ آنجلین کاتنا، استاد زمین‌شناسی در کالج دیابلو ولی در پلزنت هیل، کالیفرنیا؛ دنیل همبری، استاد علوم زمین و سیارات در دانشگاه تنسی؛ و فدریکو آنایا، استاد زمین‌شناسی در دانشگاه خودمختار توماس فریاس در پوتوسی، بولیوی هستند.

بین سال‌های ۲۰۰۷ تا ۲۰۱۷، کرفت و آنایا شش تیم بین‌المللی را به QHB هدایت کردند که عمدتاً توسط بنیاد ملی علوم (NSF) تأمین مالی شده بود. شش سال پس از پایان دومین کمک مالی NSF به کرفت، یافته‌ها هنوز هم داده‌ها و انتشارات جدیدی را به همراه دارند. کرفت گفت: «پالئوتولوژی میدانی یک سرمایه‌گذاری بسیار خوب برای NSF است، زیرا بازده آن به مراتب بیشتر از هزینه‌هاست» و او در جستجوی تأمین مالی برای مطالعه یک سایت میوسن دیگر در بولیوی است که سن مشابهی دارد اما در یک بازه زمانی طولانی‌تر قرار دارد.