آزولای قطب شمال

یکی از قابل توجه ترین اکتشافات در مورد آزولا در سال 2004 صورت گرفت. یک سفر علمی به قطب شمال نشان داد که این گیاه قابل توجه تأثیر بسیار زیادی بر آب و هوای زمین 50 میلیون سال پیش داشته است.
کاهش یخ باعث شد تا کاوشگر Vidar Viking Arctic Coring Expedition (ACEX) بتواند نزدیک قطب شمال حرکت کند و حفاری برای یک گمانه علمی در رسوبات Lomonosov در زیر بستر اقیانوس منجمد شمالی ایجاد کند.

مته ACEX Vidar Viking (چپ) و محل حفاری نزدیک به قطب شمال (راست)

ACEX یک موفقیت بزرگ بود. این رسوبات در خود وقایعی را که به دوران دایناسورها در 80 میلیون سال قبل برمی گردد ثبت کرده بود. این رسوبات مربوط به دنیایی با آب و هوای گلخانه ای بود که دمای جهانی آن بسیار گرمتر از امروز بوده است، زمانی که لاک پشت ها و تمساح ها در جنگل های سرسبز و چند صد مایلی قطب شمال زندگی می کردند.

چپ: جهان گلخانه 50 میلیون سال پیش. راست: جهان یخبندان مدرن ما.

آب و هوای گلخانه ای 50 میلیون سال پیش با کاهش ناگهانی سطح گاز گلخانه ای دی اکسید کربن (CO2) به پایان رسید. این امر منجر به سقوط ناگهانی دما و تغییر در آب و هوای زمین از یک جهان گلخانه ای، با دمای گرم جهانی به آب و هوای یخبندان کنونی ما با یخ و برف دائمی در هر دو قطب می شود.
زمین شناسان نشان داده اند که آب و هوای یخبندان ما در مقایسه با تاریخ آب و هوایی قبلی زمین بسیار غیر معمول است. پس چرا اکنون آب و هوای یخبندان داریم؟
برای اولین بار هسته های ACEX جواب را ارائه دادند. رسوبات 50 میلیون ساله این هسته ها تقریباً به طور کامل از فسیل های آزولا تشکیل شده است که به عنوان "فاصله آزولا" شناخته می شود.

سمت چپ: محل حفاری ACEX Lomonosov Ridge. راست: هسته 50 میلیون ساله پر شده از لایه های قهوه ای آزولا که باقی مانده است.

نمونه آزولای فسیل (سمت چپ) که با هسته های ACEX نمونه های هم سن یکسان است. هر دو برگ (دایره بالا به رنگ قرمز) و شاخه های شاخه (به رنگ آبی دایره ای) با برگهای آزولای مدرن (راست) یکسان هستند. این فسیل مصور از سازند رودخانه سبز در شهرستان گارفیلد، کلرادو، با تاریخ 50.5 تا 55.5 ما (میلیون سال) است و با مهربانی توسط دکتر ایان میلر از موزه علوم دنور تهیه شده است.
اما آزولا یک گیاه آب شیرین است. چگونه ممکن است در آن سوی اقیانوس منجمد شمالی رشد کند؟
دانشمندان ACEX نظریه ای را ارائه دادند (Brinkhuis و همکاران، 2006) که بعداً مورد آزمایش قرار گرفته است، و نتایج آن در نشریات مختلف از جمله بارک و همکاران (2012)، کالینسون و همکاران(2009)، Bujak (2007) و Speelman و همکاران (2009) منتشر شده است.
بیش از 50 میلیون سال پیش اقیانوس منجمد شمالی از طریق تنگه تورگای (همچنین به عنوان دریای تورگای شناخته می شود) یک دریای منفرد داشت. سپس ، 50 میلیون سال پیش که تنگه تورگای بسته شد، اقیانوس محصور در خشکی شد و در نتیجه وضعیتی مشابه امروز دریای سیاه به وجود آمد.

اقیانوس منجمد شمالی بلافاصله قبل از رویداد Azolla قطب شمال (سمت چپ) و در طول رویداد (راست). تصاویر از Barke و همکاران. (2012)

مقدار زیادی رواناب از رودخانه ها به دلیل دمای بالای گلخانه باعث طراوت آب سطحی اقیانوس منجمد شمالی شد، در نتیجه یک لایه آب شیرین سطحی کم عمق یا "ستون" ایجاد می کند.

انبوه آب شیرین سطح آمازون صدها مایل تا اقیانوس اطلس امتداد دارد.

این لایه سطحی آب شیرین باعث شد آزولا به طور مكرر در طول اقیانوس پخش شود به صورت پیاپی قسمتهایی به نام "رویداد آزولای قطب شمال"، حصیرهای گیاهی ایجاد شود. این رویداد از حدود 49.3 تا 48.1 میلیون سال پیش تقریباً یک میلیون سال به طول انجامید.
اقیانوس وقتی از ساحل قطب شمال باستان مشاهده می شود ممکن است به این شکل باشد:

تعداد زیادی از گیاهان آزولا مقادیر عظیمی از CO2 اتمسفر را که مستقیماً به زیست توده آزولا تبدیل شد، متصرف شدند. با از بین رفتن گیاهان، آنها در انتهای اقیانوس منجمد شمالی غرق شدند و در آنجا به عنوان رسوباتی ته نشین شدند که اکنون لایه ای در زیر اقیانوس منجمد شمالی را تشکیل دادند.
در طول این زمان، اقیانوس منجمد شمالی گردش آب را محدود کرده است، و در نتیجه یک لایه "آنوکسیک"- اکسیژن فقیر- در پایین، شبیه به دریای سیاه امروزی وجود دارد.

عدم وجود ارگانیسم های ساکن پایین ("اعماق دریا") به این معنی است که بقایای آلی آزولا در آب کم عمق بازیافت نمی شود، اما به عنوان لایه های چند لایه از Azolla Interval ( وقفه آزولا)که توسط هسته های ACEX بازیابی شده اند، رسوب داده می شوند.
میزان وقفه آزولا همچنان نامشخص است، اما می دانیم که آنها به دلیل وقوع آنها در هسته های ACEX ، در زیر پشته Lomonosov رخ می دهند.

CO2 جداسازی شده توسط آزولا باعث کاهش سطح CO2 در جو شد، همانطور که در جلد نشریه NATIONAL GEOGRAPHIC در 2005 نشان داده شده است، باعث تغییر اولیه از یک جهان گلخانه ای به سمت آب و هوای یخبندان کنونی ما می شود.

نشنال جئوگرافیک رویداد آزولای قطب شمال را در ماه مه سال 2005 به نمایش گذاشت، شامل تصاویر آزولا (دایره ای شکل) و تغییر آب و هوا از گلخانه به یخبندان که با پیکان نشان داده شده است.

و مجله CeoScientist در سال 2014

به دنبال رویداد آزولا، فرایندهایی مانند کوهزایی و جابجایی جریانهای اقیانوس باعث ریزش بیشتر CO2 در جو شد. کاهش تدریجی این گاز گلخانه ای باعث کاهش درجه حرارت بیشتر، به ویژه در قطب ها، با چرخه های مکرر یخچالهای بین یخچالی و سردتر (عصر یخبندان) خود به دنیای یخبندان غیرمعمول امروز منتهی شد.

کوه زایی و تغییر اقیانوس شناسی باعث کاهش بیشتر CO2 می شود که باعث کاهش دما،حتی پس از رویداد Azolla قطب شمال می گردد. اما به دلیل صنعتی شدن که از اواسط قرن هجدهم آغاز شد، و در نتیجه انتشار مقدار زیادی گازهای گلخانه ای به جو، سطح CO2 جو دوباره در حال افزایش است.
آیا آزولا می تواند کمک کند؟
ما می دانیم که آزولا 50 میلیون سال پیش هنگامی که CO2 را جداسازی کرد و آب و هوای جهان را از وضعیت گلخانه ای دور کرد، تأثیر زیادی بر آب و هوا داشت.
آیا این گیاه شگفت انگیز می تواند امروز همین کار را انجام دهد و به ما کمک کند تا خطر تغییرات اقلیمی دست ساز بشر را کاهش دهیم؟
پاسخ بله است.
این می تواند به ما در کاهش CO2 جوی امروزی و همچنین تولید خوراک دام، مواد غذایی، کود بیولوژیکی و سوخت های زیستی به عنوان محصولات جانبی فرآیند توقیف کمک کند، وتهدیدهای مربوط به Perfect Storm را که اکنون به دلیل انفجار جمعیت با آن روبرو هستیم، کاهش دهد.

منبع: بنیاد آزولا
مترجم: معصومه صالحی وزیری