علم الجيولوجيا القديم وفترة العصر البيرمي

ما المقصود بالعصر البيرمي؟

إن العصر البرمي في العلم الجيولوجي هو الفترة الأخيرة من العصر الباليوزويك، حيث بدأت فترة العصر البرمي منذ 298.9 مليون سنة وانتهت قبل 252.2 مليون سنة، هذه الفترة ممتدة من نهاية العصر الكربوني حتى بداية العصر الترياسي.

في بداية الفترة كان التجلد منتشراً على نطاق واسع، وتم تطوير أحزمة مناخية لخط العرض بقوة، كما كان المناخ دافئاً طوال العصر البرمي، وبحلول نهاية هذه الفترة كانت الظروف الحارة والجافة واسعة النطاق، لدرجة أنها تسببت في أزمة في الحياة البحرية والبرية في العصر البرمي، قد يكون هذا التحول المناخي الدراماتيكي ناتجاً جزئياً عن تجميع القارات الأصغر في شبه القارة العملاقة بانجيا، وتم دمج معظم مساحة اليابسة على الأرض في بانجيا، والتي كانت محاطة بمحيط عالمي هائل يسمى بانتالاسا.

تنوعت النباتات الأرضية على نطاق واسع خلال العصر البرمي، وتطورت الحشرات بسرعة؛ لأنها اتبعت النباتات في موائل جديدة، بالإضافة إلى ذلك ظهرت العديد من سلالات الزواحف المهمة لأول مرة خلال هذه الفترة، بما في ذلك تلك التي أدت في النهاية إلى ظهور الثدييات في عصر الدهر الوسيط، حدث أكبر انقراض جماعي في تاريخ الأرض خلال الجزء الأخير من العصر البرمي، وكان هذا الانقراض الجماعي شديداً لدرجة أن 10 في المائة فقط أو أقل من الأنواع الموجودة خلال فترة التنوع البيولوجي الأقصى في العصر البرمي بقيت حتى نهاية الفترة.

تم العثور على صخور العصر البرمي في جميع القارات الحالية، ومع ذلك فقد نزح البعض مسافات كبيرة من خطوط العرض الأصلية للترسب، عن طريق النقل التكتوني الذي حدث خلال حقبة الحياة الوسطى وحقبة الحياة الحديثة، تشتهر بعض الأسِرَّة التي يعود تاريخها إلى عصور العصر البرمي الحديث بأحفوريتها، كما تحتوي طبقات الصخور (طبقات الصخور) في المنصة الروسية على تجمّع حيواني فقاري رائع بالإضافة إلى حشرات ونباتات أحفورية، وتستمد الفترة البرمية اسمها من منطقة بيرم الروسية، حيث تكون الصخور المترسبة خلال هذا الوقت متطورة بشكل خاص.

كيف كانت البيئة في العصر البيرمي؟

تشكل فترة العصر البرمي مفترق طرق مهماً في كل من تاريخ قارات الأرض وفي تطور الحياة، وكانت السمات الجغرافية الرئيسية لعالم العصر البرمي هي القارة العملاقة، بنجايا، وحوض المحيط الضخم، بانتالاسا مع فرعها بحر تيثيس (فجوة كبيرة في الجانب الشرقي الاستوائي من بانجيا)، وفيما يلي أهم النقاط لتوضيح طبيعة البيئة خلال فترة العصر البيرمي:

• توزيع الأرض: خلال حقبة العصر البرمي المبكر (Cisuralian)، اصطدم شمال غرب جندوانا وانضم إلى جنوب (Laurussia) (وهو craton معروف أيضاً باسم Euramerica)، مما أدى إلى تكون جبال (Alleghenian)، التي تحدث في المنطقة التي ستصبح أمريكا الشمالية، واستمرارية (Hercynian orogeny)، نظيرتها في شمال غرب أوروبا، اكتمل تجميع (Pangea) بحلول منتصف العصر البرمي المبكر بعد اندماجها في (Angara) (جزء من craton السيبيري) خلال تكون جبال الأورال.

على أطراف بانجيا كانت كاثيسيا وهي منطقة تمتد إلى ما وراء الحافة الشرقية لأنجارا، وتضم مساحات اليابسة في كل من شمال وجنوب الصين، تقع (Cathaysia) داخل المحيط الغربي بانتالاسيا، وفي الطرف الشرقي لبحر (Tethys) ويُطلق عليه أحياناً اسم (Paleo-Tethys)، احتوت كل من (Panthalassa وTethys) أيضاً على أجزاء متناثرة من القشرة القارية (القارات الصغيرة)، وأقواس الجزر البركانية البازلتية والهضاب المحيطية والخنادق، تميزت أقواس الجزيرة بوجود شعاب من الحجر الجيري الهادي واسعة النطاق والمنصات التي تم تهجيرها لاحقاً بسبب انتشار قاع البحر، تم لاحقاً لحام هذه الكتل الأرضية المعزولة على هوامش بنجايا، لتشكيل تضاريس متراكمة.

• مستوى سطح البحر: تظهر الأدلة على ارتفاع مستوى سطح البحر وهبوطه بشكل جيد في طبقات العصر البرمي، غالباً ما ترتبط التقلبات في مستوى سطح البحر بالتغيرات في المناخ، من المحتمل أن تكون بعض التقلبات ذات الأحجام الكبيرة والفترات القصيرة، مثل قرب قاعدة العصر البرمي نتيجة للتجلد، وبالنسبة للآخرين لا تزال إمكانية تأثير دورات ميلانكوفيتش (التعديلات في محور الأرض والأنماط المدارية طويلة المدى للأرض حول الشمس) تؤثر بشكل مباشر على مستوى سطح البحر، على الرغم من أن حدوثها الدوري قد ارتبط بحوادث التجلد.

تتميز أحداث مستوى سطح البحر العالمية بأربعة مدرجات منخفضة طويلة (الأوقات التي ينخفض ​​فيها مستوى سطح البحر إلى ما دون مستوى الجرف القاري) خلال حقبة العصر البرمي المبكر، وهي منصة منخفضة رئيسية بالقرب من قاعدة العصر البرمي الأوسط (غوادالوبيان)، وأربع مدرجات منخفضة طويلة داخل وعلى قمة العصر البرمي الأوسط، يتم أيضاً تسجيل المدرجات المنخفضة في أوقات مختلفة خلال العصر البرمي المتأخر (Lopingian) وعند نهاية العصر البرمي، أدى الانسحاب العالمي الممتد للبحار من الأرفف والقواعد القارية إلى عدم توافق كبير (فجوات في السجل الجيولوجي) وإلى تحولات تطورية واسعة النطاق (أحداث تنوع الأنواع وانقراضها) في الحيوانات البحرية الضحلة على مستوى الأسرة والأسرة الفائقة.

• المناخ القديم: أدى تجميع الكتل الأرضية الكبيرة المختلفة في شبه القارة العملاقة بنجايا إلى الاحترار العالمي، وتطور المناخات الجافة إلى الجافة خلال العصر البرمي، مع إغلاق الممرات البحرية في خطوط العرض المنخفضة، وانحرفت تيارات المحيطات السطحية الدافئة إلى خطوط عرض أعلى بكثير (مناطق أقرب إلى القطبين)، وتطور تصاعد المياه الباردة على طول الساحل الغربي لبنجايا، وقعت أحداث واسعة النطاق لبناء الجبال، حيث اصطدمت الكتل الأرضية، وأثرت سلاسل الجبال العالية التي تم إنشاؤها حديثاً بشدة على المناخات الأرضية المحلية والإقليمية.

استمر التجلد الواسع من العصر الكربوني حتى المرحلة الأولية من عصر العصر البرمي المبكر، على مساحات شاسعة من جنوب الهند الحالية وأستراليا والقارة القطبية الجنوبية وشمال شرق سيبيريا، كانت مناخات العصر البرمي الأوسط بشكل عام أكثر دفئاً ورطوبة، كانت مناخات العصر البرمي المتأخر (Lopingian) حارة وجافة جداً محلياً، انتشرت الصحاري في مختلف المناطق الاستوائية وشبه الاستوائية خلال هذا الوقت.

أثرت تكوينات الجينات التي ميزت تجمع بانجيا بشدة على كل من المناخ والحياة، تم تعطيل تدفق الغلاف الجوي من الشرق إلى الغرب في خطوط العرض المعتدلة والعليا، بسبب سلسلتين جبليتين مرتفعتين (واحدة في المناطق المدارية موجهة من الشرق إلى الغرب، والأخرى من الشمال إلى الجنوب)، والتي حولت الهواء البحري الدافئ إلى خطوط عرض أعلى، كما أغلقت الاصطدامات القارية العديد من الممرات البحرية السابقة وأجزاء معزولة من عوالم المياه الضحلة الاستوائية التي كانت موطناً للافقاريات البحرية، أصبحت هذه العوالم في النهاية مقاطعات بيولوجية مستوطنة (مقيدة إقليمياً).

ربما أثرت البراكين بشدة على المناخ في نهاية العصر البرمي، اندلعت الفيضانات السيبيريّة البازلتية (الفخاخ السيبيريّة) في شمال شرق سيبيريا وغرب الصين المجاور، منذ حوالي 250 مليون سنة ولمدة 600000 سنة تقريباً من 2 مليون إلى 3 ملايين كيلو متر مكعب (480.000 إلى 720.000 ميل مكعب) من البازلت، ساهمت الثورات البركانية بكميات كبيرة من الرماد البركاني في الغلاف الجوي، مما قد يؤدي إلى تعتيم السماء وتقليل كفاءة النباتات في امتصاص ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي أثناء عملية التمثيل الضوئي.

يؤكد بعض علماء الجيولوجيا أن الصهارة المرتفعة تحترق أيضاً من خلال طبقات الفحم، مما يؤدي إلى إطلاق رماد متطاير من الفحم وإضافة كميات كبيرة من ثاني أكسيد الكربون إلى الغلاف الجوي، وكلاهما يختلط لاحقاً بالأكسجين المستنفد من المحيطات.

الحياة البحرية والبرية خلال العصر البيرمي:

كانت الحياة خلال العصر البرمي متنوعة للغاية؛ لذلك ربما كانت الحياة البحرية في تلك الفترة أكثر تنوعاً من تلك الموجودة في العصر الحديث، شجع الاحترار المناخي التدريجي الذي حدث خلال حقبة العصر البرمي المبكر (Cisuralian مليون إلى 272.3 مليون سنة مضت)، على التوسع التطوري الكبير (التنويع) بين كل من الحيوانات البحرية والبرية، التي نجت من الظروف الباردة نسبياً في العصر الكربوني.

إن العديد من السلالات التي دخلت العصور البرمية المبكرة مع عدد قليل فقط من الأنواع والأجناس، تنوعت تدريجياً إلى عائلات جديدة وعائلات كبيرة مع ارتفاع درجة حرارة المناخ، أصبحت المجتمعات معقدة بشكل متزايد، وزاد التنوع العام (تنوع الكائنات الحية على مستوى الجنس) خلال منتصف حقبة العصر البرمي الأوسط (Guadalupian مليون إلى 259.9 مليون سنة مضت)، داخل المجتمعات البحرية في المياه الضحلة الاستوائية، وكانت التغيرات البيئية الهامة التي حدثت في نهاية حقبة العصر البرمي الأوسط مفاجئة للغاية، لدرجة أن العديد من المجموعات انقرضت، ولم ينتج سوى عدد قليل من المجموعات المتبقية في العصر البرمي المتأخر (لوبنجيان 259.9 مليون سنة) منذ 252.2 مليون سنة).

كانت الحياة الأرضية في العصر البرمي مرتبطة ارتباطاً وثيقاً بتطور النباتات الأرضية، والتي كانت مصدر الغذاء الأساسي لحيوانات اليابسة، يتكون سجل النباتات الأحفورية لعصر العصر البرمي المبكر في الغالب من السراخس وسراخس البذور والنباتات الليكوفيتية، (مجموعة من النباتات الوعائية التي تحتوي على طحالب النادي وأشجار القشور)، والتي تم تكييفها مع المستنقعات وبيئات المستنقعات، يشير السجل الأحفوري في العصر البرمي الأوسط والمتأخر الأقل ووفرة للنباتات الصنوبرية المبكرة، (مجموعة من النباتات الوعائية التي تحتوي على السيكاسيات والجنكوز والنباتات النيتوفيتية)، وعجيات البذور الأولية (السلائف للنباتات المزهرة) إلى تكيف واسع لهذه المجموعات النباتية مع المناطق الأكثر جفافاً تدريجياً.

تم العثور على دليل على تنوع النباتات على نطاق واسع في التطور السريع للحشرات، والتي سرعان ما تبعت النباتات في موائل جديدة، عندما تكيفت هذه الحشرات مع محيطها الجديد وشكلت روابط متخصصة للغاية مع النباتات، ظهرت العديد من الأنواع الجديدة، تضمنت الحشرات البرمية 23 أمراً على الأقل و11 منها انقرضت الآن.