زمین گلوله برفی: آیا فوران آتشفشانی باعث یخبندان سراسری ۷۲۰ میلیون سال پیش شد؟

در دورانی بسیار دور، حدود ۷۲۰ میلیون سال پیش که زمین هنوز پررمزوراز بود، سیاره ما وارد یکی از عجیب‌ترین و شدیدترین یخبندان‌های تاریخ شد؛ دوره‌ای که تمام سطح زمین از شمالگان تا جنوبگان در یخ پوشیده بود. بحران اقلیمی معروف به «زمین گلوله برفی»، به یکی از بزرگ‌ترین معماهای علمی تبدیل شده، اما اکنون، مطالعه‌ای تازه با کشف سرنخ‌های جدید در آتشفشانی باستانی در شمال کانادا، قدم بزرگی به سوی کشف علت این فاجعه سرد برداشته است.

وقایع بزرگ تغییر اقلیم معمولاً با فوران‌های آتشفشانی، برخورد شهاب‌سنگ یا تغییرات در مدار زمین مرتبط هستند. پیش‌تر، برخی پژوهشگران معتقد بودند که برخورد سیارک، با پراکندن گردوغبار و ذرات ریز جامد یا مایع معلق در جو، نور خورشید را مسدود کرده و باعث سردی شدید زمین شده بود. بااین‌حال، شواهد قطعی از چنین برخوردی در بازه زمانی مورد نظر هنوز یافت نشده است.

به‌گزارش آی‌اف‌ال‌ساینس، در پژوهشی جدید از دانشمندان دانشگاه هاروارد، فرضیه‌ی دخالت فعالیت‌های آتشفشانی در آغاز دوره‌ی زمین گلوله برفی بررسی شده است؛ دوره‌ای که در علم با عنوان یخبندان استورتی در دوران کریوژنین شناخته می‌شود.

تمرکز دانشمندان در مطالعه، بر سازند بزرگ آذرین فرانکلین بود؛ سازند زمین‌شناسی عظیمی از سنگ‌های آتشفشانی در شمال کانادا و شمال‌غرب گرینلند که فوران آن تقریباً هم‌زمان با شروع یخبندان در زمین رخ داد.

پژوهشگران از طریق مدل‌های اقلیمی و شبیه‌سازی فرسایش شیمیایی، نشان دادند که فوران‌های آتشفشانی در منطقه‌ی سازند آذرین فرانکلین باعث نمایان‌شدن حجم بالایی از سنگ‌های سیلیکاتی تازه شده است. این سنگ‌ها هنگام فرسایش، با کربن دی‌اکسید جو واکنش می‌دهند و آن را به شکل مواد معدنی جامد در خود حبس می‌کنند. نتیجه، کاهش گازهای گلخانه‌ای و افت دمای زمین است.

یکی از عوامل مهمی که مطالعه بر آن تأکید دارد، سردبودن نسبی اقلیم زمین پیش از آغاز دوره‌ی یخبندان است. مدل‌ها نشان می‌دهند که در دوره‌های گرم‌تر، حتی وقوع فوران‌های مشابه در منطقه فرانکلین نیز باعث یخبندان گسترده نشده است. همچنین، دوره‌های گرم‌تر موجب رشد بیشتر پوشش گیاهی شده که با پوشاندن سطح زمین، سرعت فرسایش را کاهش داده‌اند؛ امری که فرایند جذب کربن دی‌اکسید را کند می‌کند.

پیش‌تر نیز پژوهش‌های متعددی نقش منطقه‌ی فرانکلین و فرسایش سنگ‌های سیلیکاتی را در شکل‌گیری دوره‌ی سرمای شدید مطرح کرده‌اند، اما هنوز پرسش‌های بسیاری درباره‌ی زمان دقیق وقوع، مدت زمان و علت پایان یخبندان اسرارآمیز بی‌پاسخ باقی مانده است. اما واضح است که این دوران، یکی از شدیدترین و مرموزترین دوره‌های تغییرات اقلیمی در تاریخ زمین به شمار می‌آید.

مطالعه در نشریه Geophysical Research: Planets منتشر شده است.