تمكّن فريق من العلماء من إعادة تشكيل الهواء الذي تنفسته الديناصورات في العصور الغابرة، بعد فحص مجموعة من أسنان الديناصورات التي يعود تاريخها إلى العصر الطباشيري والجوراسي.
فتح ذلك نافذة جديدة للعلماء لاكتشاف مناخ الأرض ومستويات ثاني أكسيد الكربون، وفهم العالم المحيط الذي عاشت فيه الديناصورات في تلك الحقب التاريخية البعيدة.
وتقدّم الدراسة، التي نشرت مؤخرا في دورية “بي إن إيه إس”، بحسب ما أوضحت عالمة الكيمياء الجيولوجية دينغسو فينغ، الباحثة في جامعة جورج أوغست في مدينة غوتينغن الألمانية في تصريحات للجزيرة نت، أول تقديرات مباشرة لتركيز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي خلال العصر الطباشيري، أي تقريبا حوالي 100 مليون سنة مضت، ووصولا إلى العصر الجوراسي المتأخر قبل أكثر من 150 مليون سنة مضت.
نوع خاص من الأكسجين
وتظهر نتائج، أن تحليل نظائر الأكسجين الثلاثية لأحافير أسنان الديناصورات مكن العلماء من استنتاج مستويات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي، ومن ثم تمكّن فريق من الباحثين، من إعادة محاكاة مكونات الغلاف الجوي خلال حقبة الديناصورات قبل ملايين السنين.
النظائر هي ذرات من نفس العنصر الكيميائي لها نفس عدد البروتونات (أي نفس العدد الذري)، ولكن تختلف في عدد النيوترونات داخل النواة، هذا يعني أنها تشترك في الخواص الكيميائية نفسها تقريبا، لكن تختلف في الكتلة وبعض الخواص الفيزيائية.
وفي هذه الحالة فإن الأكسجين عنصر كيميائي عدده الذري 8 (أي يحوي 8 بروتونات في نواته)، لكن له 3 نظائر مستقرة توجد طبيعيا في الأرض والغلاف الجوي، وهي الأكسجين-16 والأكسجين-17 والأكسجين-18.
بحثت فينغ وزملاؤها آثار نظير الأكسجين-17، وتؤدي التفاعلات في الغلاف الجوي إلى انخفاض كمية هذا النظير تحديدا في غاز ثاني أكسيد الكربون الذي تستنشقه الكائنات الحية.
مناخ قديم
وحلل الباحثون نظائر الأكسجين في مينا أسنان الديناصورات المحفوظة جيدا، ويتيح هذا النهج، بحسب تصريح الباحثة، التمييز بين الأكسجين الناتج عن العمليات الأيضية والأكسجين الناتج عن الماء، مما يوفر مؤشرا مباشرا حول مستويات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي القديم.
واعتمدت الدراسة على قياسات عالية الدقة لنظائر الأكسجين باستخدام تقنيات الفلورة بالليزر، ومقارنة البيانات المسجلة مع بيانات مرجعية حديثة للفقاريات لمعايرة التأثيرات الأيضية.
واستنتج الباحثون أن مينا الأسنان يُسجل تركيز الأكسجين – 17 في مياه الجسم، إذ تقوم الفقاريات التي تتنفس الهواء بدمج جزء من هذا الأكسجين النظير في الكتلة المائية في أجسامها من خلال “التمثيل الغذائي التأكسدي”.
وبالتالي، يمكن لهذا النظير حفظ معلومات ثاني أكسيد الكربون القديم، وهو ما يمكّن من إعادة بناء تركيز ثاني أكسيد الكربون القديم أو الإنتاج الأولي الإجمالي من خلال تركيب نظائر الأكسجين الثلاثية في مينا أسنان الديناصورات الأحفورية.
وتوضح الدراسة أنه حتى بعد مرور أكثر من 150 مليون عام في بعض الحفريات، فإن آثار نظائر جزيئات الأكسجين التي كانت جزءا من الغلاف الجوي في حقبة الحياة الوسطى، والتي استنشقتها الديناصورات، لا تزال محفوظة في مينا الأسنان الأحفورية، والتي يمكن أن تخبرنا بشيء عن تكوين الغلاف الجوي القديم والكتلة الحيوية للأرض.
الديناصورات عانت من الاحترار العالمي
وأضافت الباحثة للجزيرة نت أن مستويات ثاني أكسيد الكربون كانت حوالي 1200 جزء في المليون خلال العصر الجوراسي المتأخر، وحوالي 750 جزءا في المليون خلال العصر الطباشيري المتأخر، وبالمقارنة، يحتوي الغلاف الجوي للأرض حاليا على حوالي 430 جزءا في المليون من ثاني أكسيد الكربون، وهذا العدد في ازدياد.
وترجح الدراسة أن تركيز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي كان ناتجا عن مستويات أعلى بكثير من النشاط البركاني الذي نشهده حاليا.
وتختم الباحثة في تصريحاتها للجزيرة نت أن تركيزات ثاني أكسيد الكربون المرتفعة التي تم قياسها، تعكس مناخا دفيئا يتميز بارتفاع درجات الحرارة العالمية، ومن المرجح أن يعزز الإنتاجية الأولية في النظم البيئية الأرضية.
وتساعد هذه النتائج في إعادة بناء نظام مناخ الأرض خلال حقبة الحياة الوسطى، وتوفر سياقا لفهم التقلبات الطبيعية طويلة المدى في ثاني أكسيد الكربون الجوي وتأثيراته على النظم البيئية.