هوای عصر ژوراسیک چگونه بود؟ دندان فسیل‌شده دایناسورها پاسخ می‌دهد

نسبت ایزوتوپ‌های موجود در بافت‌ها، می‌تواند نشانه‌هایی از شرایط اقلیمی و زیستی زمان حیات آن موجود ارائه دهد. پژوهشگران به‌طور خاص به دنبال اکسیژن-۱۷ بودند؛ ایزوتوپی کمیاب که در اثر فرآیندهای جوی، مقدارش در اکسیژن موجود در جو کاهش می‌یابد. اکسیژن-۱۷ از طریق سوخت‌وساز غذا وارد بدن می‌شود، در آب درون‌بدنی حل می‌شود و سرانجام، در مینای دندان رسوب می‌کند. توتکن می‌گوید همین فرآیند، امکان بازسازی ترکیب شیمیایی جو گذشته را حتی پس از میلیون‌ها سال، فراهم می‌کند.

پژوهشگران تا همین اواخر، با بررسی ویژگی رسوب ایزوتوپ اکسیژن در بدن جانوران زنده، نشان داده بودند که مینای دندان بازتاب دقیقی از سطح کربن‌دی‌اکسید جو است. اما آیا این روش برای فسیل‌های بسیار قدیمی هم جواب می‌دهد؟ پاسخ مثبت است. دندان‌های فسیلی دایناسورها گزینه‌ای ایده‌آل هستند. نابهنجاری‌های ایزوتوپی چشمگیری در آن‌ها دیده می‌شود و دقت ابزارهای امروزی برای اندازه‌گیری همین ایزوتوپ‌ها کفایت می‌کند.

تیم پژوهش از نمونه‌هایی استفاده کردند که پیش‌تر، برای بررسی رژیم غذایی دایناسورها از موزه‌های اروپایی جمع‌آوری شده بودند. بر اساس داده‌ها، سطح کربن‌دی‌اکسید در دوران میانه‌زیستی به‌مراتب بالاتر از امروز بوده‌است، این نتیجه با پژوهش‌های پیشین نیز همخوانی دارد.

برای مثال، در اواخر ژوراسیک، سطح کربن‌دی‌اکسید حدود ۱۲۰۰ پی‌پی‌ام (بخش در یکای سنجش) و در اواخر کرتاسه، نزدیک به ۷۵۰ پی‌پی‌ام بود. در حالی که امروز این عدد به حدود ۴۳۰ پی‌پی‌ام رسیده و همچنان در حال افزایش است.

دلیل اصلی سطح بالای کربن‌دی‌اکسید در زمان دایناسورها، احتمالاً فعالیت‌های آتشفشانی شدید بوده است. در میان نمونه‌های بررسی‌شده، دو دندان (یکی از تی‌رکس و دیگری از ساروپود کاتدوکوس) ایزوتوپ‌هایی با تفاوت چشمگیر نسبت به دایناسورهای هم‌دوره‌شان داشتند. به‌گفته‌ی توتکن، تفاوت‌ها می‌تواند نشانه‌ی جهش‌هایی کوتاه‌مدت اما شدید در سطح کربن‌دی‌اکسید جو باشد؛ جهش‌هایی که به احتمال زیاد در نتیجه‌ی فوران‌های گسترده آتشفشانی و آزادشدن مقادیر زیادی از گازهای گلخانه‌ای رخ داده‌اند.

مطالعه نه‌تنها ترکیب جو دوران دایناسورها را بازسازی کرده، بلکه نشان می‌دهد سطح کربن‌دی‌اکسید می‌توانست در بازه‌های زمانی کوتاه زمین‌شناسی تا ۱۶۰ درصد نوسان داشته باشد. با تأیید موفقیت‌آمیز روش به‌کاررفته، تیم پژوهشی اکنون قصد دارد قدمی به عقب‌تر در تاریخ زمین بردارد: دوران انقراض پرمین تریاس یا «مرگ بزرگ»، رویدادی که ۲۵۲ میلیون سال پیش اتفاق افتاد و حدود ۹۰ درصد از جانداران زمین را از بین برد.

انقراض بزرگ پرمین تریاس با فعالیت‌های آتشفشانی شدید مرتبط دانسته شده و به نظر می‌رسد زمین در آن دوره، برای میلیون‌ها سال در مهی آتشفشانی فرو رفته بوده است. پژوهشگران امیدوارند با بازسازی سطح کربن‌دی‌اکسید آن دوران، بتوانند به درک بهتری از چگونگی اثرگذاری این رویداد سهمگین بر حیات روی زمین دست یابند.

یافته‌های پژوهش در نشریه PNAS منتشر شده است.