روزی که زمین تغییر خواهد کرد!

تنها خانه ما در کهکشان راه شیری و شاید تمام دنیا، همین کره خاکی است؛ نه خیلی سرد و نه خیلی گرم، جایی مناسب برای زندگی با تعریفی که ما می‌شناسیم. اما این زمین دوست‌داشتنی در سال‌های جوانی دوران پر شوری را پشت‌سر گذاشته و اصلاً چنین آرام و مهربان نبوده. زمین در آغاز تولد خود یعنی حدود چهار و نیم میلیارد سال پیش، توده‌ای جوشان از مواد رادیواکتیو بوده که با سنگ‌های آسمانی بمباران می‌شده.

در طول قرن‌های گذشته دانشمندان بر این تصور بودند که تغییرات زمین به‌آرامی انجام‌گرفته، زمینی که در حال سرد شدن بوده، فرسایش پیداکرده و به‌تدریج تبدیل به زمین امروزی شده. اما امروزه مشخص‌شده که این دانشمندان در اشتباه محض بوده‌اند. تحقیقات جدید، پرده از وقایع دراماتیکی برداشته که نشان می‌دهد میلیون‌ها سال سکون و آرامش چگونه در چشم برهم‌زدنی دچار تغییراتی باورنکردنی شده است.

تأثیر این تغییرات بر حیات نیز همان‌قدر دراماتیک است. حیات روی زمین بارها و بارها تا نابودی کامل پیش رفته اما هر بار با سازگاری بیشتری به‌پا خاسته. ما انسان‌ها برای حضور کنونی خود روی زمین باید ممنون دایناسورها باشیم که ۶۵ میلیون سال قبل منقرض شدند اما حالا ما هستیم که در خط مقدم انقراض قرار داریم. قبل از اینکه منتظر تغییرات آینده زمین باشیم، بهتر است نگاهی به آنچه طی این سال‌ها بر سر زمین آمده، بیندازیم.

تغییرات گذشته زمین

9- رویداد اکسایش بزرگ

زمین تنها سیاره شناخته‌شده است که در اتمسفر آن اکسیژن کافی برای موجودات زنده وجود دارد اما میلیون‌ها سال بعد از تولد زمین، سطح کره خاکی با مخلوطی از گازهای غیرقابل‌تنفس مثل متان پوشانده شده بود. تبدیل این گازهای خفه‌کننده به هوای پاک و تمیزی که امروزه خارج از کلان‌شهرها می‌بینیم از «رویداد اکسایش بزرگ» شروع شد.

حدود ۴.۲ میلیارد سال پیش اکسیژن موجود در جو از تقریباً صفر درصد به حدود یک‌چهارم مقدار اکسیژن امروزی رسید. با رشد جلبک‌های سبز-آبی دریایی، اکسیژن هوا نیز زیاد شد. این جلبک‌ها اولین ارگانیسم تبدیل نور خورشید به انرژی بودند و در حین فوتوسنتز مقادیر عظیمی اکسیژن تولید کردند.

تحقیقات جدید نشان داده که این جلبک‌ها احتمالاً ۳۰۰ میلیون سال قبل از رویداد اکسایش بزرگ روی زمین وجود داشتند اما احتمالاً در طول این ۳۰۰ میلیون سال فوران آتشفشان‌ها و خاکسترهای آتشفشانی از افزایش اکسیژن هوا جلوگیری می‌کردند. با فروکش کردن آتشفشان‌ها اکسیژن هوا افزایش پیدا کرد و این رویداد نه‌تنها باعث شد که هوای زمین قابل‌تنفس برای موجودات زنده شود بلکه لایه ازن را نیز به وجود آورد. لایه ازن از مولکول‌های اکسیژن تشکیل‌شده و از رسیدن امواج فرابنفش و سرطان‌زای خورشیدی مانند پرتو گاما و دیگر ذرات پرانرژی مضر به سطح زمین جلوگیری می‌کند.

8- گلوله برفی بزرگ

فرضیه‌ای اولین بار در دهه ۱۹۶۰ مطرح شد که درگذشته تمام سطح زمین با صفحاتی از یخ پوشیده بوده است. شواهدی پیداشده بود که نشان می‌داد در ۲.۲ میلیارد سال پیش، یخچال‌های طبیعی محدود به مناطق قطبی نبودند و در تمام سطح زمین وجود داشتند.

در این دوره زمین به اندازه‌ای سرد بود که حتی مناطق استوایی نیز از یخچال‌های طبیعی پوشانده شده بودند. تا چندی پیش احتمال یخ زدن تمام سطح زمین خیلی کم تخمین زده می‌شد. شبیه‌سازی‌های کامپیوتری نشان داد که اقیانوس‌ها به‌قدری گرمای خورشید را درخود حفظ می‌کنند که هرگز یخ نمی‌زنند.

باوجوداین، محققان دانشگاه هاروارد اعلام کردند که ۲.۲ میلیارد سال پیش یخچال‌های طبیعی تا ده درجه استوا نیز وجود داشتند. این یخچال‌ها بیش از ۵ میلیون سال در این منطقه پابرجا بودند.

7- انفجار کامبرین

تا ۵۷۰ میلیون سال پیش تک‌سلولی‌هایی مثل باکتری‌ها و جلبک‌های دریایی تنها موجودات زنده روی زمین بودند. در یک بازه زمانی ۳۰ میلیون ساله یعنی یک درصد عمر زمین، موجودات بسیار پیچیده‌تری مثل تریلوبیت‌ها به وجود آمدند. از این پدیده به‌عنوان انفجار کامبرین نام‌برده می‌شود، زیرا در دوره کامبرین در مدت‌زمان نسبتاً کوتاهی موجودات چند سلولی و فراوانی به وجود آمدند.

دلایل این پدیده همچنان مبهم است اما اصلی‌ترین عامل شناخته‌شده افزایش اکسیژن قلمداد می‌شود. انفجار کامبرین از زمانی شروع می‌شود که گیاهان آغازین مثل جلبک‌های دریایی و خزه‌ها پدیدار شدند. گیاهان با ترکیب کردن کربن در خاک، موجب کم شدن مقدار دی‌اکسید کربن موجود در هوا شدند.

این گیاهان اولیه همزمان، اکسیژن موجود در اتمسفر زمین را زیاد کردند و به «رویداد اکسایش بزرگ» سرعت دادند. تحقیقات اخیر نشان می‌دهند که احتمالاً فسفر هم نقشی کلیدی در این رویداد داشته. کشاورزان از فسفر برای سرعت دادن به رشد گیاهان و افزایش محصول استفاده می‌کنند. فسفر در پوسته زمین وجود دارد اما قبل از دوره کامبرین مقادیر عظیمی از این ماده وارد آب دریاها شده و به رشد جلبک‌ها و دیگر گیاهان دریایی کمک کرده است.

6- انقراض بزرگ

از ۶۰۰ میلیون سال پیش که حیات روی زمین شکل گرفت، پنج انقراض بزرگ، گونه‌های عظیم جانوری را از روی زمین محو کرده است. مشهورترین آن‌ها انقراض دوران سوم کرتاسه است که ۶۵ میلیون سال پیش دایناسورها را نابود کرد. اما این انقراض ویران‌کننده‌ترین آن‌ها نبوده. واقعه‌ای که تقریباً همه‌چیز را از بین برد، ۱۸۰ میلیون سال زودتر در دوره پرمیان-تریاس‌ اتفاق افتاد که منجر به نابودی ۹۰ درصد آبزیان و ۷۵ درصد جانداران روی خشکی شد.

از برخورد شهاب‌سنگ گرفته تا تغییرات آب و هوایی، فرضیه‌هایی هستند که در توضیح این ماجرا عنوان‌شده. اما تحقیقاتی که اخیراً محققان دانشگاه استنفورد منتشر کردند نشان می‌دهد که در این دوره فعالیت‌های آتشفشانی عظیمی زمین را دربر گرفته بود و ورود دی‌اکسیدکربن به آب اقیانوس‌ها و اسیدی کردن آن احتمالاً علت اصلی این انقراض وسیع بوده است.

5- آخرین عصر یخبندان

حدود ۱۲۹۰۰ سال پیش آخرین عصر یخبندان به پایان رسید. تغییرات دوره‌ای در مدار و حرکت زمین باعث رسیدن نور خورشید به جو و گرم شدن آن شد. دشت‌های وسیع پوشیده از یخ بعد از ۱۰۰ هزار سال در حال ذوب شدن بودند و زمین خود را برای بهار آماده می‌کرد اما همه این‌ها سرابی بیش نبود.

نمونه‌های یخی به‌دست‌آمده از آن دوره زمانی نشان می‌دهد که دمای هوا ناگهان هشت درجه سانتی‌گراد کاهش پیدا کرد. این تغییر دما آن‌قدر سریع اتفاق افتاد که همه‌چیز را به‌هم ریخت. تا چند وقت پیش تصور می‌شد که یخبندان بزرگ زمین در یک دوره ده ساله اتفاق افتاده اما تحقیقات جدید زمین‌شناسان نشان می‌دهد که این واقعه تاثیرگذار بسیار سریع‌تر و طی فقط چند ماه رخ‌داده است.

فضانورد انگلیسی، بیل ناپیر معتقد است که برخورد یک شهاب‌سنگ، این یخبندان را سرعت داده. بر اساس اطلاعات منتشرشده، زمین‌شناسان لایه نازکی از دوده در زمان انجماد بزرگ یافته‌اند و در برخی از نمونه‌های به‌دست‌آمده نانوالماس پیدا کردند، ماده‌ای که تاکنون فقط در شهاب‌سنگ‌ها دیده‌شده است.

به گفته بیل ناپیر، تمام شواهد از برخورد تکه‌هایی از یک شهاب‌سنگ عظیم حکایت دارد. این شهاب‌سنگ ۱۰۰ کیلومتری حدود ۳۰ هزار سال پیش وارد منظومه شمسی شد. پس از برخود با زمین آتش‌سوزی‌های عظیمی به راه انداخت و با ایجاد ابر سیاهی از گردوغبار در جو زمین، از ورود نور و گرمای خورشید جلوگیری کرد. ترسناک‌تر اینکه احتمالاً بقایای این شهاب‌سنگ عظیم همچنان در کمین ما هستند.

تغییرات آینده زمین

4- بلایای آسمانی

در سال‌های اخیر روشن‌شده که برخورد اجسام کیهانی با زمین، تهدیدی جدی برای حیات بشر است. پیدا شدن شواهدی از برخورد یک سیارک با زمین در ۶۵ میلیون سال پیش یکی از کشفیات مهم دهه ۱۹۸۰ بود. شواهد نشان می‌داد این سیارک با قطر ده کیلومتر در منطقه‌ای، فرود آمده.

چنین کشفی این فرضیه را قوت داد که انقراض دایناسورها نیز ناشی از برخورد همین سیارک با زمین بوده اما باگذشت میلیون سال از این فاجعه، احتمال برخورد زمین با یک سیارک دیگر همچنان باقی است. اتفاقی که می‌تواند یک شبه اثرات مخرب بسیار زیادی بر زمین بگذارد.

در سال ۱۹۰۸ سیارکی به قطر ۵۰ متر در فاصله چند کیلومتری از سیبری کنونی در هوا منفجر شد. در این انفجار بیش از ۸۰ میلیون درخت در مساحتی بالغ‌بر صدها کیلومترمربع ریشه‌کن شدند و شوک ناشی از انفجار برابر پنج ریشتر تخمین زده شد. مهمان ناخوانده بعدی سیارک ۴۵۸۱ آسکلپیوس بود که در سال ۱۹۸۹ با شش ساعت اختلاف از بیخ گوش زمین گذشت.

برخورد این سیارک ۳۰۰ متری با زمین انفجاری هزار بار قدرتمندتر از انفجار اتمی هیروشیما ایجاد می‌کرد. این سیارک در صورت اصابت به زمین احتمالاً درون اقیانوس می‌افتاد که سونامی حاصل از امواج دریا تقریباً تمام مناطق ساحلی را زیرآب می‌برد.

این فجایع احتمالی منجر به تهیه برنامه «حفاظت فضایی» ناسا در ۱۹۹۸ شد. هدف از تهیه این برنامه یافتن و تعیین مسیر اجسام آسمانی نزدیک زمین بود. بر اساس گزارشی که در ماه می سال ۲۰۱۰ اعلام شد، این برنامه هنوز کامل نشده. این در حالی است که سال گذشته سیارکی به قطر دو کیلومتر ردیابی شد و نشان داد که قاتلان زمین همچنان در کمین ما هستند.

یکی از راه‌های مقابله با سیارک‌ها، انهدام آن‌ها با استفاده از انفجارهای اتمی است اما انجام،چنین تدابیری به چندین دهه زمان نیاز دارد و فقط در برابر سیارک‌هایی حداکثر به قطر چند کیلومتر جوابگوست. در حال حاضر ما انسان‌ها سپر دفاعی مناسبی برای مقابله با این بلای آسمانی در اختیار نداریم اما خوشبختانه شانس با ماست و همچنان تیر سیارک‌ها خطا می‌رود. نمونه اخیر سیارک AL3 بود که در ژانویه ۲۰۰۹ از فاصله ۱۲۲ هزار کیلومتری زمین عبور کرد، سیارکی که در صورت برخورد می‌توانست انفجاری چندین برابر شدیدتر از بمب اتمی هیروشیما به وجود بیاورد.

3- بیلیارد سیارات

در دهه ۱۹۵۰ یک روان‌شناس روسی کتابی به نام برخورد دنیاها چاپ کرد و به شهرتی جهانی دست‌یافت. در این کتاب او زمانی را توصیف می‌کرد که سیارات منظومه شمسی از مدار خارج‌شده و با یکدیگر برخورد می‌کنند. دانشمندان آن زمان او را دیوانه خطاب کردند.

اما حالا باگذشت ۳۰ سال بعد از مرگ این گالیله روسی، به‌نظر می‌رسد چنین اتفاقی چندان غیرممکن نیست. شبیه‌سازی‌های کامپیوتری نشان داده‌اند که هرج‌ومرج‌های کیهانی می‌تواند گردش ساعت‌وار سیارات به دور خورشید را تحت تأثیر قرار دهد.

در صورت وقوع چنین فاجعه‌ای، متهم ردیف اول همان نیروی گرانشی معروف خواهد بود که این‌چنین همسایه‌های منظومه شمسی را به جان هم انداخته. باگذشت زمان تغییرات ناگواری در شکل و اندازه مدار سیارات ایجاد خواهد شد. دانشمندان رصدخانه پاریس، سال گذشته با استفاده از ابرکامپیوترهایشان آینده منظومه شمسی را شبیه‌سازی کردند و دریافتند که در آینده دور سیارات نزدیک به خورشید در اثر نوسانات کیهانی به یکدیگر کوبیده می‌شوند که در آن صورت زمین ما با مریخ، زهره و عطارد برخورد خواهد کرد. خوشبختانه احتمال روی دادن چنین تصادفی در ۵ میلیون سال آینده کمتر از یک درصد است. تا آن روز احتمالاً ما نیز زمین را برای یافتن خانه‌ای جدید ترک کرده‌ایم.

2- فاجعه تغییرات آب و هوایی

سال ۱۹۸۸ نخست‌وزیر وقت انگلستان، مارگارت تاچر از ترس خود در مورد انتشار روزافزون گازهای گلخانه‌ای و گرم شدن زمین سخن گفت: «ما ناخواسته در حال بازی با اکوسیستم زمین هستیم.» ۲۰ سال بعد با توقف افزایش دمای زمین، به نظر می‌رسید بحران تغییرات آب و هوایی در حال فروکش کردن است اما دانشمندان هشدار دادند که با حجم عظیمی از گازهای گلخانه‌ای که کشورها به اتمسفر پمپاژ می‌کنند، این توقف افزایش دما موقتی است.

بر اساس تحقیقی که چندی پیش توسط سازمان هواشناسی انگلیس منتشر شد دمای جهانی پس از سال ۲۰۱۰ دوباره سیر صعودی خود را در پیش می‌گیرد و در ۱۰ سال آینده رکورد خواهد زد و زمین از سال ۱۹۹۸ که افزایش دما در اوج خود بود هم گرم‌تر خواهد شد. اینکه اثرات افزایش دما چه تاثیراتی بر زمین خواهد گذاشت، همچنان از موضوعات بحث‌انگیز چند سال اخیر است.

اگر از مکانیسم بازخور مثبت به قضیه نگاه کنیم، این گرما می‌تواند تغییرات کوچک را به دگرگونی‌های شدید آب و هوایی تبدیل کند. مثلاً همان‌طور که دمای اتمسفر زمین زیاد می‌شود، تبخیر آب دریاها نیز شدت می‌گیرد. این بخارآب در اتمسفر زمین جمع شده و گرمای بیشتری در خود نگه می‌دارد و به گرم شدن زمین سرعت می‌دهد. در سال ۲۰۰۵ طرفداران محیط‌زیست هشدار دادند که افزایش دمای زمین می‌تواند با ذوب کردن یخ‌های سیبری باعث آزاد شدن ذخایر عظیم گاز متان شود.

گاز متان، از گازهای گلخانه‌ای قوی و مؤثری است که در کوتاه‌مدت اثرات زیادی بر دمای زمین می‌گذارد. به گفته سازمان دوست‌داران زمین، کنترل این فاجعه ممکن است از دست بشر خارج شود. درحالی‌که این هشدارها چندان جدی به نظر نمی‌رسند، در سال ۲۰۱۰ گروهی از محققان دانشگاه آلاسکا با بررسی آب‌های منطقه سیبری اعلام کردند که گازهای یخ‌زده در حال نشت به دریا هستند.

1- فوران آتشفشان‌ها

فوران آتشفشان‌ها در بین بلایای ناگواری که در آینده برای زمین خواهد افتاد، اتفاقی بدیهی و اجتناب‌ناپذیر است. فروپاشی هسته‌ای مواد به دام افتاده درون زمین از شکل‌گیری آن در ۴.۵ میلیارد سال پیش قدرت آتشفشان‌ها را تأمین می‌کند و این همان چیزی است که مرتباً زمین را تغییر می‌دهد.

در این فرایند آتشفشان‌ها نقشی اصلی در انقراض گونه‌های جانوری داشته‌اند و مهم‌ترین ویژگی آن‌ها این است که هرگز نمی‌توان جلوی آن‌ها را گرفت. آتشفشان ویرانی‌های مختلفی به بار می‌آورند که روشن‌ترین آن‌ها انفجارهای مستقیم است. وقتی کوه تامبورا در سال ۱۸۱۵ فوران کرد، قدرت تخریب آن چندین هزار برابر انفجار اتمی هیروشیما بود.

اثرات انفجار این آتشفشان جان بیش از ۹۰ هزار نفر را در آن منطقه گرفت و خاکسترهای این آتشفشان سالی بدون تابستان را برای دنیا رقم زد. دانشمندان اکنون معتقدند که اثرات فوران آتشفشان‌ها بسیار عظیم‌تر و ماندگارتر است. یکی از موارد اخیر در سال ۱۹۹۱ روی داد و آتشفشان پیناتوبو ویران‌کننده‌ترین فوران آتشفشان در طول تاریخ بشر را به نام خود ثبت کرد.

فوران این آتشفشان موجب ورود ده‌ها میلیون تن خاکستر آتشفشانی به اتمسفر شد. در طول ۱۵ ماه پس از فوران، میزان نور خورشید در تمام سطح کره زمین سه‌درصد کم شد و دمای جهانی را حدود نیم درجه سانتی‌گراد کاهش داد. پس‌ازآن نوبت خودنمایی گازهای منتشرشده از انفجار آتشفشان بود.

امروزه مشخص‌شده که از دلایل اصلی نابودی آبزیان در ۲۵۱ میلیون سال پیش، اسیدی شدن آب اقیانوس‌ها توسط کربن دی‌اکسید حاصل از انفجار آتشفشان‌هاست. ماده تهدیدکننده بعدی، سولفور دی‌اکسید است. آتشفشان پیناتوبو ۲۰ میلیون تن از این ماده اسیدی را به استراتوسفر تزریق کرد و به لایه ازن نیز آسیب رساند. کابوس فوران آتشفشان‌ها جایی به اوج خود می‌رسد که چندین ابرآتشفشان بزرگ دنیا به‌طور همزمان فوران کنند که این اتفاق قبلاً نیز رخ‌داده. فعالیت‌های آتشفشانی که عامل اصلی انقراض بزرگ قلمداد می‌شوند حدود ۱۰۰ هزار سال تداوم داشتند. فقط زمان مشخص می‌کند که چه وقت این دیگ جوشان زیر پای ما آرام و بی‌سروصدا خواهد ماند.