الأرض مرّت بخمس حالات "مناخية كبرى" متكررة، مع تصاعد الانقراضات عند التحولات

مرّ مناخ الأرض عبر عصور متجمدة وبيوت دفيئة وحقب طويلة بينهما. وتقول دراسة جديدة إن هذا التاريخ لم يكن مسارًا عشوائيًا. فعلى مدى 539 مليون سنة الماضية، كان ميل دورة الكربون ودرجة الحرارة على الكوكب إلى الاستقرار في مجموعة صغيرة من التكوينات المتكررة، وفقًا لفريق بحثي دولي يضم كورين "كوري" مايرز، وهي عالمة أحياء قديمة في جامعة نيومكسيكو.

ووجد التحليل نفسه أنه عندما كانت الأرض تخرج من أحد تلك التكوينات إلى آخر، كان احتمال تعرّض الحياة على الكوكب للمعاناة أكبر بكثير. فقد تكتّلت فترات الانقراض المرتفع — بما في ذلك جميع الانقراضات الجماعية الخمس الكبرى في السجل الأحفوري — حول نقاط التحول تلك بدلًا من أن تتوزع بالتساوي عبر الزمن.

تظهر النتائج في Nature Communications تحت عنوان "Transitions between persistent climate–carbon regimes coincide with elevated Phanerozoic biosphere vulnerability". وقد خضعت الورقة للمراجعة والتحقق من الحقائق وفقًا لعملية تحرير Science X، التي تصنّفها كمنشور محكّم من مصدر موثوق.

خمس حالات "مناخية كبرى" عبر الدهر الفانيروزوي

تركّز الدراسة على الدهر الفانيروزوي، وهو النطاق الزمني الذي يمتد نحو 539 مليون سنة من تاريخ الأرض، والذي تنوّعت فيه الحياة المعقدة وانتشرت على الكوكب. وبدلًا من التعامل مع السجل المناخي كمنحنى متصل واحد لدرجات حرارة صاعدة وهابطة، تساءل الباحثون عما إذا كان النظام يقضي معظم وقته في عدد محدود من الأنماط المفضّلة.

وقد كان الأمر كذلك. وقالت مايرز: "حدّدت تحليلاتنا خمس حالات "مناخية كبرى" رئيسية ذات تحولات مفاجئة نسبيًا. ويمكن تقريب سلوك ثاني أكسيد الكربون ودرجة الحرارة في الدهر الفانيروزوي على أنه انتقال بين هذه الحالات المحددة".

وهذا التأطير مهم لكيفية قراءة الماضي السحيق. فالصورة التدريجية تعني انزياحًا بطيئًا وتدريجيًا، مع انزلاق الكوكب بسلاسة من حالة إلى أخرى. أما الصورة القائمة على الحالات فتعني فترات طويلة من الاستمرارية النسبية، تتخللها إعادة تنظيم سريعة نسبيًا للمناخ ونظام الكربون. ومايرز أستاذة مشاركة في علم الأحياء القديمة وعلم البيئة القديمة في قسم علوم الأرض والكواكب بجامعة نيومكسيكو.

لماذا يسميها الفريق "صناديق Haggis"

تحمل الحالات الخمس لقبًا غير رسمي: "صناديق Haggis". واختار الفريق هذا الاسم إشارة إلى اسكتلندا، حيث بدأ المشروع، وإلى الطريقة التي تنفصل بها بيانات المناخ بصريًا إلى تجمعات متمايزة عند رسمها في تمثيلات بيانية. واللقب غير رسمي، لكن التصنيف الذي يقوم عليه لم يُستخلص بالعين المجردة وحدها — بل نشأ من عدة تقنيات كمية طُبقت على السجل الطويل الأمد.

واستخدام اختصار غير رسمي للأنظمة العلمية شائع في المجالات التي تتعامل مع مجموعات بيانات ضخمة، حيث يسهّل لقب سهل التذكر على المتعاونين مناقشة أنماط يصعب وصفها بجملة واحدة. وهنا تمثل هذه الصناديق تركيبات متكررة من سلوك دورة الكربون ودرجة الحرارة عاد إليها الكوكب مرارًا وتكرارًا.

كيف حدّد الباحثون الحالات

للتمييز بين الأنظمة المستمرة والتباين العادي، جمع الفريق عدة مقاربات تحليلية بدلًا من الاعتماد على اختبار إحصائي واحد:

• تحليل التكرار، الذي يبحث عن أنماط متكررة في سلسلة زمنية طويلة ويحدد متى يعود النظام إلى ظروف سابقة.
• النمذجة الرياضية الديناميكية، التي تصف كيفية انتقال المناخ ونظام الكربون بين الحالات بدلًا من الانجراف المستمر.
• تحليل علامات الإنذار المبكر، الذي يبحث عن مؤشرات إحصائية سابقة تميل إلى الظهور قبل تحوّل النظام من نظام إلى آخر.

وقد أنتج جمع هذه الأساليب صورة لنظام مناخي يبقى في نمط معين ثم يعيد تنظيم نفسه بشكل مفاجئ نسبيًا. ويصف المؤلفون التحولات بأنها مفاجئة نسبيًا وليست لحظية، وهو تمييز مهم عندما يكون السجل الأساسي مضغوطًا عبر مئات ملايين السنين.

الانقراض يتتبع "قابلية المحيط الحيوي للتأثر"

يتعلق النصف الثاني من القصة بالحياة. فقد رسم الباحثون القابلية للتأثر التطوري الكلي مقابل الزمن، منتجين مقياسًا تشير فيه الدرجات الأكبر من الصفر إلى أن المحيط الحيوي تحت ضغط. وتقع الانقراضات الجماعية الخمس الكبرى جميعها داخل تلك المنطقة المجهدة من الرسم.

وبعبارة أخرى، فإن اللحظات التي كانت الأرض تنتقل فيها بين حالاتها المناخية الكبرى هي نفسها اللحظات التي يتحول فيها السجل البيولوجي إلى قاتم. ولا يثبت هذا الارتباط أن أي تحوّل مناخي واحد تسبب في أي حدث انقراض واحد، لكنه يُظهر أن الظاهرتين تشغلان النوافذ نفسها من تاريخ الأرض بانتظام لافت.

ويُظهر الملخص البياني للعمل، المنسوب إلى Nature Communications في 2026، درجات القابلية للتأثر مرسومة إلى جانب صناديق Haggis الخمسة، ممثلة بأشرطة رمادية وبيضاء في الخلفية. وتظهر أحداث الانقراض الجماعي كجماجم تحدد أشد الأزمات البيولوجية في السجل.

ما تدّعيه الدراسة وما لا تدّعيه

الادعاء المركزي للورقة وصفي وبنيوي: يمكن تقريب سلوك ثاني أكسيد الكربون ودرجة الحرارة خلال الدهر الفانيروزوي على أنه حركة بين خمس حالات مستمرة، وتتزامن القابلية المرتفعة لتأثر المحيط الحيوي مع التحولات. وهذا بيان مختلف عن القول إن الكوكب محبوس في دورة ثابتة أو إن التحولات المستقبلية يمكن جدولتها مسبقًا.

كما أنه يعيد تأطير افتراض أقدم. فقد تغيّر مناخ الأرض بشكل كبير عبر تاريخها، لكن البحث الجديد يشير إلى أن تلك التغيرات ربما لم تكن عشوائية كما كان يُعتقد سابقًا. وإذا كان النظام يميل إلى شغل حفنة من التكوينات المتكررة، فإن الأسئلة المثيرة تصبح: ما الذي يدفعه للخروج من صندوق ما، وما الذي يحدد الصندوق الذي سيهبط فيه بعد ذلك.

وبالنسبة لعلماء الأحياء القديمة وعلماء المناخ، يقدّم العمل إطارًا مشتركًا. فيحصل باحثو المناخ على طريقة لوصف سلوك الكربون ودرجة الحرارة في الزمن السحيق من حيث الأنظمة والتحولات. ويحصل علماء الأحياء على خريطة لمدى هشاشة المحيط الحيوي، يمكن مقارنتها بتوقيت التنوّع والانقراض والتعافي في السجل الأحفوري.

النقاط الرئيسية

• حلّل فريق دولي يضم عالمة الأحياء القديمة في جامعة نيومكسيكو كورين "كوري" مايرز سلوك المناخ والكربون عبر الدهر الفانيروزوي الذي يمتد 539 مليون سنة.
• حدّد التحليل خمس حالات "مناخية كبرى" رئيسية ذات تحولات مفاجئة نسبيًا بينها.
• حدثت فترات الانقراض المرتفع، بما في ذلك الانقراضات الجماعية الخمس الكبرى، كثيرًا عندما كان الكوكب ينتقل بين تلك الحالات.
• تشير درجات القابلية للتأثر الأكبر من الصفر إلى محيط حيوي تحت ضغط، وتقع الانقراضات الجماعية داخل تلك المنطقة من البيانات.
• جمعت الأساليب بين تحليل التكرار والنمذجة الرياضية الديناميكية وتحليل علامات الإنذار المبكر.
• نُشرت النتائج في Nature Communications (DOI: 10.1038/s41467-026-75655-9).

لا تُغلق الدراسة ملف سبب حدوث هذه التحولات أو مدى ارتباط تغيّر المناخ بالانقراض. لكنها تشير إلى أن عادة الكوكب طويلة الأمد هي الاستمرارية تليها إعادة التنظيم — وأن بعض أسوأ اللحظات التي مرّت بها الحياة جاءت خلال عمليات إعادة التنظيم.

يعتمد هذا المقال على تقرير من Phys.org. اقرأ المقال الأصلي.