سیاره زمین تاریخ شگفت‌انگیزی دارد که در طول ۴.۶ میلیارد سال گذشته گسترش یافته است. برای بیشتر این بازه زمانی عظیم، زندگی تک‌سلولی بر سیاره ما حکمرانی می‌کرد.
اما حدود ۵۰۰ میلیون سال پیش، تغییرات گسترده‌ای رخ داد. یک رویداد چشمگیر که به نام «انفجار کامبرین» شناخته می‌شود، اتفاق افتاد.
در این دوره، تنوع عظیمی از اشکال زندگی به وجود آمدند و جای خود را در رکورد فسیلی باز کردند. در این فسیل‌های حفظ‌شده، ردپایی از گروه‌های متنوع حیوانات یافت می‌شود که در نهایت به گونه‌های حیوانی امروزی از جمله انسان‌ها تکامل یافتند.
گرند کنیون و آشکارسازی گذشته زمین
اکنون، یک مقاله جذاب که توسط گروهی از پژوهشگران از دانشگاه نیومکزیکو منتشر شده، بینش‌های تازه‌ای درباره این رویداد شگفت‌انگیز در تاریخ زمین ارائه می‌دهد.
کارول دلر، استاد دانشگاه ایالتی یوتا، می‌گوید:
«گروه تونتو در گرند کنیون مجموعه‌ای غنی از لایه‌های رسوبی و فسیل‌ها را در خود جای داده است که انفجار کامبرین را در حدود ۵۰۰ میلیون سال پیش به تصویر می‌کشد؛ زمانی که نخستین حیوانات دارای پوسته‌های سخت به سرعت گسترش یافتند و سطح دریاها افزایش یافت تا قاره‌ها را با حیات دریایی نوظهور دربر بگیرد.»
دلر نویسنده اصلی این مقاله است و فرد ساندبرگ، استاد وابسته و دیرینه‌شناس از دانشگاه نیومکزیکو، به عنوان همکار نویسنده اصلی در این پژوهش حضور داشته است.
مدل جدید برای انفجار کامبرین
این پژوهش نه تنها پیشرفت‌هایی در فهم تکاملی ایجاد کرده، بلکه پیامدهایی برای آموزش علوم زمین نیز دارد.
این مطالعه بر پایه مدل کلاسیک ادی مک‌کی درباره گسترش دریاها بر روی قاره‌ها، که ۵۰ سال پیش بر اساس همین سنگ‌ها توسعه داده شده بود، بنا شده است.
مدل مک‌کی، که به دانشجویان زمین‌شناسی در سراسر جهان آموزش داده می‌شود، یک عمیق‌تر شدن تدریجی و تغییرات آهسته در محیط‌های رسوبی را پیشنهاد می‌کند.
کارل کارلستروم، استاد دانشگاه، توضیح می‌دهد:
«مدل جدید ما برای رسوب‌گذاری گروه تونتو بسیار پیچیده‌تر است و نشان‌دهنده ترکیبی از محیط‌های دریایی و غیر‌دریایی، توقف‌هایی در رسوب‌گذاری و سرعت بسیار بیشتر تکامل است.»
وی همچنین افزود:
«بیش از گذشته، گروه تونتو در گرند کنیون یکی از مهم‌ترین مقاطع نوع کامبرین در جهان باقی مانده است، زیرا به طور کامل در معرض دید قرار دارد.»
روش‌های جدید تاریخ‌گذاری
استفاده از تکنیک‌های پیشرفته اطلاعات جدیدی در مورد سرعت رسوب‌گذاری سنگ‌ها ارائه داده و سرنخ‌هایی درباره چگونگی تنوع سریع گونه‌های دریایی مانند تریلوبیت‌ها و سایر حیوانات ابتدایی فراهم کرده است.
مارک اشمیتز توضیح می‌دهد:
«روش‌های جدید دوگانه U-Pb ما، سن‌های دقیقی برای هر لایه در توالی و انتقال بین مناطق زیستی تریلوبیت‌ها ارائه می‌دهند.»
وی می‌افزاید:
«ما متوجه شده‌ایم که گونه‌های مختلف تریلوبیت‌ها به سرعت ظاهر شده و در بازه‌ای زیر یک میلیون سال منقرض شده‌اند.»
جزئیات جدید درباره انفجار کامبرین
لوری کراسی می‌گوید:
«تاریخ‌گذاری سنگ‌های رسوبی دشوار است. اما رسوب‌گذاری و فسیل‌هایی که در آن‌ها به دام افتاده‌اند باید جوان‌تر از جوان‌ترین دانه‌های موجود باشند. با داشتن تاریخ‌های متعدد می‌توانیم سن‌های رسوبی را محدود کنیم.»
مدل جدید این تیم، در مقایسه با مدل مک‌کی، مسیرهای کلیدی‌ای را ارائه می‌دهد که می‌تواند به دانشجویان، پژوهشگران، و حتی علاقه‌مندان به زمین‌شناسی کمک کند تا انفجار کامبرین را در سطح عمیق‌تری درک کنند.
دلر توضیح می‌دهد:
«از ۵۰۰ متر ضخامت لایه‌های گروه تونتو، ما درباره افزایش سطح دریا و اثرات طوفان‌های استوایی فاجعه‌بار که احتمالاً قوی‌تر از طوفان‌های امروزی بودند، می‌آموزیم. این اتفاق در دنیایی بدون گیاهان خشکی و در دوره‌ای با دمای بسیار بالا که زمین عاری از یخ بود، رخ داد.»
وی ادامه می‌دهد:
«سطح دریاها آنقدر بالا بود که رسوبات مانند گروه تونتو روی بیشتر قاره‌ها رسوب کردند و محیط‌هایی را فراهم کردند که امکان گسترش سریع تنوع حیوانات را بر روی زمین ایجاد کردند.»
درک بهتر تاریخ زمین
با پیشرفت‌هایی از این دست، می‌توانیم پیچیدگی و زیبایی انفجار کامبرین و تاریخ زمین را بهتر درک و تحسین کنیم. این موضوع باعث می‌شود ارتباط بیشتری با گذشته داشته باشیم و نسبت به تأثیر اعمال خود بر آینده آگاه‌تر شویم.
این تیم شامل کارل کارلستروم و لوری کراسی، اساتید برجسته دانشگاه نیومکزیکو، جیمز هاگادورن از موزه طبیعت و علوم دنور، مارک اشمیتز از دانشگاه ایالتی بویزی، و استیو رولند از دانشگاه نوادای لاس‌وگاس بوده است.
این مطالعه در مجله GSA Today منتشر شده است.
