المناخ القديم والحياة خلال العصر الجيولوجي الكامبري

كيف كان المناخ القديم في العصر الكامبري؟

ربما كان المناخ العالمي خلال عصر الكامبري أكثر دفئاً وأكثر عدلاً مما هو عليه اليوم، وقد يكون غياب البحار الأرضية أو غير الساحلية في أقطاب الكامبري قد منع تراكم القمم الجليدية القطبية، ويعتبر الغياب العام للكتل الجليدية حتى رواسب عصر الكامبري أكثر وضوحاً؛ لأن هذه الرواسب شائعة ومنتشرة في طبقات ما قبل الكمبري العليا، وتراكمت مرة أخرى خلال فترة (Ordovician) في شمال إفريقيا حيث بدأت (Gondwana) بالتحرك فوق القطب الجنوبي.

بخلاف ذلك فإن وجود رواسب الحجر الجيري الدائمة والواسعة النطاق الموجودة على هوامش قوس مركزي عابر للقارات في أمريكا الشمالية، على سبيل المثال يشير إلى وجود مناخ شبه استوائي في خطوط العرض بين 30 درجة شمالاً و30 درجة جنوباً، بالإضافة إلى الظروف الجافة وشبه الجافة عند خطوط العرض حول مداري السرطان والجدي (حوالي 23 درجة 27 درجة شماالاً وخط عرض جنوباً على التوالي)، وتقترحها الرواسب التي تشمل الحجر الرملي مع حبيبات الكوارتز المتجمدة عن طريق التآكل من خلال نقل الرياح والتهوية (أحجار مصقولة بالرياح) والمتبخرات.

أهم مميزات المناخ القديم في العصر الكامبري:

• تعتمد الأبحاث الأكثر تعقيداً حول المناخات القديمة على اكتشاف الأنماط المتغيرة في كميات الأكسجين النظائر والكربون والسترونتيوم المحتفظ بها في عينات الحجر الجيري لربط توقيت الأحداث الجيولوجية المختلفة.

• لا يزال هناك الكثير الذي يتعين إنجازه فيما يتعلق بهذا الخط البحثي الواعد حول طبقات عصر الكامبري، ولكن يتم تحديد اتجاهات وأحداث معينة بشكل أفضل، وعلى سبيل المثال ترتبط التخفيضات القوية في الكربون النظائري (13 درجة مئوية) بطبقات الكمبري السفلى في مواقع بعيدة عن بعضها البعض مثل منطقة نهر لينا في سيبيريا وجبال أطلس في المغرب.

• يُعتقد أن انخفاض كبير آخر في 13 درجة مئوية يشير إلى الانتقال بين الأجزاء المبكرة والمتوسطة من العصر الكامبري في الحوض العظيم لأمريكا الشمالية.

• قد تمثل هذه الانخفاضات ارتفاعاً عالمياً في درجة الحرارة يحدث في نفس الوقت مع ارتفاع مستوى سطح البحر العالمي.

• بالإضافة إلى ذلك قد يكون ارتفاع مستوى سطح البحر، قد ساعد أيضاً في توصيل مياه المحيطات قليلة الأكسجين (المستنفدة للأكسجين) بكميات مخفضة تبلغ 13 درجة مئوية.

الحياة في العصر الجيولوجي الكامبري:

التاريخ الطويل للحياة على الأرض تخللته تغيرات مفاجئة نسبياً، وقد جادل البعض بأن أكبر تغيير حدث في البيئات البحرية بالقرب من حدود ما قبل عصر الكامبري، وتشمل الحفريات من صخور الكامبري أقدم ممثلي معظم الكائنات الحية الحيوانية ذات الأصداف المعدنية أو الهياكل العظمية.

كما يشير عدم وجود روابط وأدوات ربط ملحوظة إلى أن عمليات التمعدن الحيوي (على وجه التحديد تكوين العظام والأصداف والأسنان) تطورت بشكل مستقل في العديد من الشعب، ومع ذلك إن الأجزاء الصلبة من الحيوانات الكمبري لديها إمكانية أكبر بكثير للحفظ من الأجزاء اللينة وهي تمثل بداية سجل أحفوري متنوع.

السجل الأحفوري للانتقال مما قبل الكامبري:

تأثر الحفاظ على سجل الانتقال ما قبل عصر الكامبري إلى حد كبير بالتغيرات العالمية في مستوى سطح البحر، وخلال فترة ما قبل الكامبري الأخيرة كان مستوى سطح البحر منخفضاً نسبياً، مما أدى إلى محيطات مقيدة مكانياً وقارات موسعة، وفي معظم أنحاء عصر الكامبري غمرت مياه البحار المرتفعة تدريجياً مساحات شاسعة من الأرض، وتآكلت الرواسب من القارات وترسبت في البحار المجاورة.

نظراً لانخفاض مستوى سطح البحر فإن السجلات الرسوبية والأحفورية للانتقال إلى ما قبل الكامبري أي إلى الحواف الخارجية للرفوف القارية (هي الأكثر اكتمالاً بشكل عام)، وكنتيجة طبيعية تزداد الفجوات الزمنية التي يمثلها السطح الحدودي بشكل عام في اتجاهات الأرض، وقد أدى ذلك إلى غياب أو نقص خطير في السجل الانتقالي في معظم المجالات لا سيما في دراسات العصر الكامبري الكلاسيكية.

نتيجة لذلك يُعتقد أن هذا النقص جنباً إلى جنب مع نقص عام في المعرفة (قبل منتصف القرن العشرين) لمجتمعات ما قبل الكامبري، وقد ساهم بشكل كبير في الفكرة القديمة للظهور المفاجئ أو المفاجئ للحفريات الكمبري، وبالنظر إلى الأهمية البيولوجية لانتقال العصر الكامبري إلى ما قبل الكامبري فمن المدهش إلى حد ما أن الدافع الأساسي لدراستها التفصيلية جاء من مشروع مصمم لإنشاء طبقة طبقات حدودية دولية مناسبة (طبقة صخرية تعمل كمعيار للوقت الجيولوجي).

قبل بدء المشروع في عام 1972 كانت الأقسام الطبقية الكاملة بشكل معقول عبر المرحلة الانتقالية إما غير معترف بها إلى حد كبير أو تم تجاهلها، ومنذ عام 1972 تراكمت المعلومات حول التحول بمعدل متسارع، على الرغم من أنه لا يزال يتعين تعلم الكثير من التفاصيل إلا أن التاريخ العام لهذه الفترة الحاسمة أصبح واضحاً.

أحداث حدثت ما قبل العصر الجيولوجي الكامبري:

تم العثور على التحول الحيوي في ما قبل الكامبري والذي كان يُعتقد أنه مفاجئ أو مفاجئ ليشمل سلسلة متوالية من الأحداث التي امتدت على مدى ملايين السنين، وهذه الأحداث تشمل على كل من:

• لقد بدأت بظهور مملكة الحيوان (أي الكائنات متعددة الخلايا التي تأكل الطعام) لكن تاريخ وتفاصيل ذلك الحدث تظل غامضة.

• يمكن تحديد ثلاث مراحل غير رسمية على الأقل في الانتقال من خلال مجتمعات بيولوجية أكثر تنوعاً وتعقيداً بشكل تدريجي.

• تتميز المرحلة الأولى من أواخر عصر ما قبل الكامبري بأحفوريات لحيوانات رخوة الجسم معروفة في العديد من المواقع حول العالم، واستناداً إلى حفريات أجنة الحيوانات يُعتقد أن عناصر من حيوانات الإدياكاران ظهرت منذ أكثر من 600 مليون سنة.

• تعتبر الحفريات في الغالب بصمات لحيوانات رخوة الجسم، وربما كان حفظها غير العادي عادة في الحجر الرملي أو الصخر الزيتي، وذلك نتيجة الدفن السريع والحماية من خلال اختناق الرواسب.

• معظم الحفريات بسيطة نسبياً ويشبه العديد منها الديدان وأقلام البحر وقنديل البحر، وآثار المسكن (الجحور المتحجرة وغيرها من الحفريات) مثل تلك الموجودة في شقائق النعمان البحرية الحديثة شائعة أيضاً.

ومع ذلك فإن وضع حيوانات الإدياكاران في مستويات تصنيفية أعلى (أكثر عمومية) أمر مثير للجدل؛ لأن ميزات التشخيص الحرجة ليست واضحة، وقد قام بعض علماء الأحافير بتخصيص أحافير جسد إدياكاران إلى الفصيلة (Annelida وCoelenterata وArthropoda)، بينما اعتبرها آخرون أعضاء في مجموعات تصنيفية منقرضة ذات رتبة عالية، واقترح بعض أتباع وجهة النظر الأخيرة هذه أن الحيوانات الإدياكارية قد تم إنهاؤها بحدث انقراض كبير، ولكن لم يتم العثور على دليل مباشر على الاستبدال المفاجئ للأنواع في السجل الجيولوجي.

توفر الأنواع الأخرى من الحفريات أيضاً أدلة قيمة عن الحياة خلال عصر الإدياكاران، وتشمل الكائنات الحية الضوئية الطحالب أحادية الخلية زرقاء وخضراء (البكتيريا الزرقاء) و(acritarchs) الطحالب المحتملة وكلاهما منخفض التنوع، وربما كان الأفراد من بعض الأنواع وفيرة أو وربما كانوا مصدراً مهماً للغذاء لحيوانات الإدياكاران، إن الأجزاء الصلبة من الحيوانات والمعروفة في المقام الأول من أفريقيا والصين هي في الأساس أنابيب سكنية تتكون من كربونات الكالسيوم ومركبات أخرى.

تتميز المرحلة الثانية من التحول الحيوي ما قبل الكمبري إلى زيادة ملحوظة في تنوع حيوانات الصدفة ونقص ثلاثية الفصوص، وبالقرب من أدنى تواجد طبقي لهذه الحيوانات تم وضع الطبقة الحدودية لما قبل عصر الكامبري، وتشمل الحيوانات تلك الموجودة في مرحلة توموتيان، كما هو مطبق في روسيا وغالباً ما يشار إليها باسم حيوانات توموتيان، إنه معروف في العديد من المواقع حول العالم لكن الارتباط الزمني يفتقر إلى الدقة، والتسارع العام في التنوع الحيوي خلال هذه المرحلة الثانية هو بداية انفجار العصر الكامبري.