برای دههها، دانشمندان این پرسش را مطرح کردهاند که آیا رویدادهای عظیم زمینشناختی مانند انقراضهای بزرگ، فورانهای آتشفشانی عظیم و دورههای کمبود اکسیژن در اقیانوسها، صرفاً اتفاقات تصادفی و پراکنده هستند یا اینکه از یک ریتم پنهان پیروی میکنند.
ایده وجود یک چرخه طولانیمدت در تاریخ زمین به مطالعات منتشر شده در دهه ۱۹۸۰ بازمیگردد، زمانی که پژوهشگران برای اولین بار پیشنهاد کردند که انقراضهای دستهجمعی و دیگر رویدادهای مهم زمینشناختی ممکن است در فواصل زمانی منظم تکرار شوند. اگرچه مطالعات قبلی الگوهای مشابهی را شناسایی کرده بودند، اما این ایده همچنان بحثبرانگیز باقی مانده بود.
اکنون، تحلیلی جدید که در زمین در حال تحول منتشر شده است، با استفاده از مقیاسهای زمانی زمینشناختی بهروز شده و روشهای آماری، شواهد مربوط به این چرخه ۲۷.۵ میلیون ساله را مورد بررسی مجدد قرار داده است. این تحلیل نشان میدهد که شواهد برای وجود این چرخه همچنان در حال تقویت شدن است و این موضوع حاکی از آن است که بسیاری از بزرگترین تحولات زمین ممکن است به جای فجایع منفرد، توسط فرآیندهای طولانیمدت به هم مرتبط باشند.
مایکل رampino، زمینشناس دانشگاه نیویورک، با استفاده از دادههای زمینشناختی منتشر شده قبلی، ۸۹ رویداد مهم زمینشناختی را در طول ۲۶۰ میلیون سال گذشته با استفاده از سنهای زمینشناختی بهروز و تحلیلهای آماری مجدداً بررسی کرده است.
این مجموعه داده شامل انقراضهای دستهجمعی دریایی، رویدادهای آنوکسیک اقیانوسی، فورانهای بازالت سیلآسا در قارهها، نوسانات سطح دریا، انقراضهای مهرهداران خشکی، تغییرات در نرخ گسترش کف اقیانوسها و پالسهای فعالیت آتشفشانی درون صفحهای است.
در مجموع، این سوابق یک تناوب غالب تقریباً ۲۷.۵ میلیون ساله را در کنار یک چرخه ضعیفتر حدود ۸.۹ میلیون ساله نشان میدهند. این یافتهها بیانگر آن نیستند که یک فاجعه زمینشناختی مستقیماً باعث فاجعه دیگر میشود، بلکه پیشنهاد میکنند که سیستمهای مختلف زمین ممکن است به طور دورهای به فرآیندهای اساسی مشابهی که در طول دهها میلیون سال عمل میکنند، واکنش نشان دهند.
هنوز مشخص نیست که این فرآیندهای اساسی دقیقاً چه هستند.
این تحلیل همچنین به بررسی محرکهای احتمالی این ریتم طولانیمدت میپردازد.
یک احتمال در اعماق خود زمین نهفته است. گوشته سیاره به طور مداوم از طریق همرفت در حال گردش است، هرچند با سرعتی بسیار آهسته. تغییرات دورهای در همرفت گوشته یا شروع ستونهای گوشتهای میتواند بر فعالیتهای آتشفشانی، تکتونیک صفحهای، کوهزایی و سایر فرآیندهای زمینشناختی در مقیاس بزرگ تأثیر بگذارد.
از آنجایی که این سیستمها به شدت به هم مرتبط هستند، اختلالاتی که از اعماق زمین سرچشمه میگیرند، میتوانند در نهایت از طریق سطح سیاره، اقیانوسها، آب و هوا و زیستکره منتشر شوند.
فرضیه دیگر بر تعامل بین سطح و داخل زمین تمرکز دارد.
تغییرات مداری طولانیمدت بر آب و هوا و سطح دریا تأثیر میگذارد و به طور دورهای مقادیر عظیمی از آب، یخ و رسوب را در سراسر سیاره توزیع میکند. رampino این احتمال را مطرح میکند که این بارهای سطحی متغیر، تنشهای درون پوسته و گوشته بالایی زمین را به طور ظریفی تغییر میدهند و به طور بالقوه بر فعالیتهای تکتونیکی و آتشفشانی در مقیاسهای زمانی زمینشناختی تأثیر میگذارند.
رampino همچنین تأثیرات احتمالی خارج از زمین را در نظر میگیرد، ایدهای که او از دهه ۱۹۸۰ آن را بررسی کرده است.
همانطور که منظومه شمسی به دور مرکز کهکشان راه شیری میچرخد، آن نیز بالای و پایین صفحه میانی کهکشان نوسان میکند و زمانبندی این عبورها با زمان تحولات بزرگ زمین همراستا است. برخی دیگر از محققان پیشنهاد کردهاند که این عبورها میتوانند ابرهای دنبالهدار دوردست ابر اورت را از نظر گرانشی مختل کنند و احتمال برخورد سیارکهای بزرگ را افزایش دهند.
یک فرضیه دیگر، حتی گمانهزنانهتر، نشان میدهد که اگر ماده تاریک در نزدیکی صفحه کهکشانی متمرکز شده باشد، بخشی از آن میتواند به طور دورهای توسط زمین جذب شود.
در طول میلیونها سال، این فرآیند میتواند مقدار کمی گرما درونی تولید کند و به طور بالقوه بر فعالیت زمینشناختی تأثیر بگذارد.
با این حال، در حال حاضر هیچ مدرک مستقیمی برای حمایت از هیچ یک از این سازوکارها وجود ندارد، بنابراین آنها بسیار بحثبرانگیز باقی میمانند.
برخورد سیارکهای بزرگ به طور جداگانه در این مقاله مورد بحث قرار گرفته است. اگرچه آنها در تحلیل آماری ۸۹ رویداد زمینشناختی گنجانده نشده بودند، اما زمانبندی چندین مورد از بزرگترین دهانههای برخوردی شناخته شده زمین به طور کلی با ریتم ۲۷.۵ میلیون ساله پیشنهادی مطابقت دارد، همانطور که رampino مورد بحث قرار گرفته مقالات قبلی آن را مطرح کرده است.
رampino پیشنهاد میکند که این تطابق ممکن است نیازمند تحقیقات بیشتر باشد، اما از ادعای رابطه علی خودداری میکند.
اینکه آیا این چرخه ظاهری منعکسکننده ویژگی واقعی تاریخ زمین است یا خیر، همچنان یک سوال باز است.
یافتن الگوهای دورهای در صدها میلیون سال به طور ذاتی چالشبرانگیز است.
سوابق زمینشناختی ناقص هستند، سن رویدادهای باستانی با دور شدن به گذشته نامشخصتر میشوند و تحلیلهای آماری گاهی اوقات میتوانند چرخههای ظاهری را شناسایی کنند که با انباشت شواهد بیشتر ناپدید میشوند.
رampino به جای ادعای حل و فصل این بحث، نتیجه میگیرد که تناوب ۲۷.۵ میلیون ساله پیشنهادی، علیرغم دههها مقیاسهای زمانی زمینشناختی دقیقتر و مجموعه دادههای گستردهتر، همچنان پابرجا مانده است.
از آنجایی که این ایده با تفاسیر پذیرفته شده طولانی مدت از ماهیت سوابق زمینشناختی در تضاد است، احتمالاً همچنان مورد مناقشه باقی خواهد ماند.
اگرچه این ایدهها هنوز عمدتاً خارج از جریان اصلی تفکر زمینشناسی فعلی قرار دارند، رampino نتیجه میگیرد که آنها میتوانند اولین گامها در یک پیشرفت مفهومی مهم در علوم زمین باشند که همبستگی جهانی رویدادهای عمده زمینشناختی، ماهیت عمدتاً دورهای سوابق زمینشناختی چند میلیون ساله، و ارتباطات نجومی را که میتوانند سیاره ما را در موقعیت کیهانی واقعی خود قرار دهند، تشخیص میدهد.
این یافتهها در زمین در حال تحول گزارش شدهاند.
اگر این الگو توسط تحقیقات آینده تأیید شود، بزرگترین تحولات زمینشناختی زمین ممکن است دیگر صرفاً فجایع منزوی پراکنده در طول زمان عمیق نباشند.
در عوض، آنها میتوانند بازتابهای تکراری فرآیندهای طولانیمدتی باشند که سیاره ما را برای صدها میلیون سال شکل دادهاند.
