حیات در محل برخورد سیارک معروف به زمین، بسیار سریع احیا شده است

۶۶ میلیون سال پیش، زمانی که یک شهاب سنگ به قطر ۱۰ کیلومتر به خلیج مکزیک برخورد کرد، بسیاری از گونه‌ها‌ از جمله دایناسورها منقرض شدند. این رویداد، بزرگ‌ترین انقراض دسته‌جمعی در ۱۰۰ میلیون سال اخیر تاریخ زمین است؛ با این حال تنها ۳۰ هزار سال طول کشید تا حیات دوباره به سیاره‌ی ما بازگردد.

در محل برخورد این سنگ فضایی، پوسته‌ی زمین کاملا ذوب شده بود؛ از این‌رو دانشمندان همواره تصور می‌کردند که بازگشت حیات به این نقطه و احیای گونه‌ها مدت‌زمان زیادی طول کشیده است.

اما نتیجه آزمایش‌های انجام‌شده روی یک نمونه‌‌ی استخراج‌شده از لبه‌ی محل برخورد، نشان می‌دهد که حیات حتی در مرکز برخورد شهاب‌ سنگ نیز به‌سرعت تجدید شده است؛ به‌نحوی‌که با تجدید حیات در سایر نقاط سیاره تقریبا هم‌زمان بوده است. کریستوفر لاوری، محقق دانشگاه تگزاس، در کنفرانس علوم سیاره‌ای و قمری (LPSC) در هیوستون گفت:

زندگی در محل فرورفتگی حاصل از برخورد به‌سرعت تجدید شده است. بررسی میکروفسیل‌های کشف‌شده در این منطقه نشان می‌دهد که ۳۰ هزار سال پس از برخورد در این منطقه حیات وجود داشته است؛ یعنی تقریبا هم‌زمان با تجدید حیات در سایر مناطق سیاره.

در زیر خلیج مکزیک دهانه‌ی چیکسولوب (Chicxulub) قرار دارد. این تورفتگی در واقع سنگ قبر یک شهاب سنگ بزرگ است که بیشتر به سبب انقراض دایناسورها مشهور شده است. در اثر برخورد این شهاب سنگ غول‌پیکر، باران‌ اسیدی در سرتاسر جهان شروع به باریدن کرد و آتش‌سوزی‌ وسیعی در جنگل‌های جهان به وقوع پیوست. گاز گوگرد آزاد شد و عناصر دیگر حاصل از خرد شدن سنگ‌ها به هوا برخاستند و غلظت و حجم آن‌ها به‌قدری بود که مانع رسیدن نور خورشید به برخی مناطق زمین شد.

شدت برخورد به حدی بود که خود سیارک تبخیر و البته باعث کاهش شدید گونه‌های زنده‌ی روی زمین شد. همچنین گرد و غبار برخاسته از برخورد آن در سرتاسر جهان پراکنده شدند و لایه‌ای که دانشمندان نام K-T را بر آن نهاده‌اند، در اتمسفر زمین تشکیل شد. این لایه شامل ذراتی از خود سیارک بود که بین ذراتی از سنگ‌های زمین به‌صورت ساندویچ درآمد. با این حال این نشانه‌های به‌جامانده از سیارک برای قانع کردن دانشمندان در مورد انقراض گونه‌ها در اثر برخورد آن با زمین به‌اندازه‌ی کافی قانع‌کننده نبود؛ تا این‌که در دهه‌ی ۱۹۷۰ جغرافی‌دانانی که به دنبال کشف نفت بودند، موفق به کشف یک دهانه‌ به پهنای ۱۸۰ کیلومتر شدند. اما پیدا کردن ارتباط معنادار بین دهانه‌ی یافت شده با انقراض دایناسورها بیش از یک دهه طول کشید.

در سال ۲۰۱۶ یک گروه از دانشمندان با هدف نمونه‌برداری از لبه‌ی دهانه راهی خلیج مکزیک شدند. آن‌ها برای کشف تاریخ جغرافیایی منطقه، با استفاده از یک کشتی در سطح دریا عملیات حفاری در بستر را آغاز کردند و یک نمونه‌ی ۸۰۰ متری به شکل ستون از دل دریا بیرون کشیدند. عملیات حفاری با این حد از پیچیدگی مستلزم استفاده از تجهیزات پیشرفته بود، اما سرانجام تیم حفاری مزد زحمات خود را دریافت کرد؛ چرا که محیط زیرآبی به‌خوبی باعث محافظت دهانه شده بود و حاوی اطلاعات ارزشمندی در مورد تاریخ حیات در این منطقه بود. در واقع این دهانه بسیار بهتر از دهانه‌هایی که در روی زمین قرار دارند، محافظت شده بود. آن‌طور که دیوید کرینگ می‌گوید، دهانه‌ی چیکسولوب محافظت‌شده‌ترین دهانه‌ی موجود در زمین تا به امروز است. دیوید کرینگ متخصص سنگ‌شناسی است که همراه تیم حفاری بوده و ده‌ها سال است که به مطالعه‌ی این دهانه پرداخته است.

انقراض وسیع رخ‌داده در اواخر دوره‌ی مزوزوئیک ناشی از برخورد شهاب‌سنگ بود؛ بنابراین از آنجا که انقراض منشأ خارجی داشته، به‌صورت ناگهانی رخ داده است. طبق گفته‌ی لاوری، انقراض‌های مهم دیگری در اثر تغییرات آب و هوایی و فوران‌های آتش‌فشانی در این دوره به وقوع پیوسته‌اند؛ اما به‌تدریج. تحت همین شرایط بود که گونه‌های دیگر حیات توانستند به‌تدریج جای گونه‌های در حال انقراض را بگیرند.

اما زمانی که سیارک به زمین برخورد کرد، گونه‌های موجود در منطقه‌ای به قطر ۱۵۰ کیلومتر بلافاصله از بین رفتند. اندازه‌گیری این منطقه در بستر دریا در سال‌های ۱۹۷۰ انجام شد ولی آن زمان دلیل به وجود آمدن دهانه‌‌ای به این وسعت مشخص نبود. به گفته لاوری، در واقع در اثر برخورد سیارک با زمین، حیات به‌طور کلی از بین رفت. لاوری می‌گوید:

از آنجا که ماهیت انقراض ناگهانی ناشی از برخورد شهاب‌ سنگ با فرآیند انقراض‌های تدریجی، متفاوت بود، ما با استفاده از روش‌های معمول نمی‌توانستیم مدت‌زمان لازم برای بازگشت دوباره‌ی حیات را تخمین بزنیم.

اما هسته‌ی لایه‌لایه‌ی دهانه، بستر مناسبی برای تشکیل میکروفسیل‌ها محسوب می‌شود و از روی این فسیل‌ها می‌توان تخمین زد که حیات چند سال بعد به منطقه بازگشته است. بعد از به دست آوردن نمونه‌ی حجیم از بستر دریا، لاوری کار طاقت‌فرسای جستجوی دو نوع میکروفسیل‌ را شروع کرد.

نوع اول این میکروفسیل‌ها روزن‌داران پلانکتونی بودند که اندازه‌ی آن‌ها از اندازه‌ی دانه‌های شن بیشتر نیست. لاوری تمرکز خود را بیشتر بر این نوع از حیات متمرکز کرده بود. نوع دوم از فسیل‌ها، نانوپلانکتون‌ها آهکی، حتی کوچک‌تر از نوع اولی هستند. این نوع از نانوپلانکتون‌ها فتوسنتز می‌کنند و قادرند به مدت طولانی در شرایط سخت محیطی غیرفعال باقی بمانند.

بعد از انجام آزمایشات روی نمونه، لاوری به این نتیجه رسید که نانوپلانکتون‌ها در حدود پنج میلیون سال غیرفعال بودند و در آنچه لاوری «وضعیت فاجعه» می‌نامد، قرار داشتند و بعد از مهیا شدن شرایط دوباره شروع به رشد کرده‌اند.

اما از طرف دیگر روزن‌داران پس از تغییر ناگهانی شرایط، بسیار سریع‌تر تجدید شده و گسترش یافته‌اند و حیات را به دهانه‌ی چیکسولوب برگردانده‌اند. لاوری در این مورد می‌گوید:

۳۰ هزار سال بعد از برخورد، نشانه‌های تجدید حیات در بستر دریا دیده می‌شود.

اما این‌که منشأ تشکیل دوباره‌ی حیات در دهانه چه بوده، هنوز محل بحث است. با این حال،  به اعتقاد لاوری حیات ممکن است از طریق منافذ هیدروترمال ایجادشده در بستر دریا در اثر برخورد سیارک، به این منطقه بازگشته باشد یا این‌که از طریق جریان‌های اقیانوسی راه خود را به خلیج مکزیک پیدا کرده باشد.

اما چرا نانوپلانکتون‌ها دیرتر از روزن‌داران پدیدار شدند؟ دانشمندان برای این پرسش جوابی ندارد؛ اما لاوری معتقد است که با تحلیل بیشتر نمونه می‌توان به پاسخ این سؤال دست یافت.