نجح باحثون في المعهد الهندي للعلوم، في تحديد طريقة لتقدير درجة حرارة مياه البحر القديمة، عن طريق فحص العظام الصغيرة في آذان الأسماك.

وتغطي المحيطات ثلاثة أرباع سطح الأرض وتستضيف العديد من أشكال الحياة الرائعة، وحاول علماء الأرض إعادة بناء درجة حرارة مياه البحر بمرور الوقت، لكن ليس من السهل القيام بذلك.

وقال راماناندا تشاكرابارتي، الأستاذ المشارك في مركز علوم الأرض، والمعهد الدولي للعلوم والهندسة والرياضيات، والمؤلف المشارك بالدراسة المنشورة في مجلة الجيولوجيا الكيميائية: “عندما تعود بالزمن إلى الوراء، لا يكون لديك أي مياه بحر متحجرة، لذلك تم اللجوء إلى حصوات الأذن، وهي عظام صغيرة موجودة في الأذن الداخلية للأسماك”.

ومثل الشعاب المرجانية، تتكون حصوات الأذن من كربونات الكالسيوم وتنمو طوال عمر السمكة من خلال تراكم المعادن من مياه البحر.

وعلى غرار حلقات الأشجار، تحمل حصوات الأذن هذه أيضا أدلة على عمر الأسماك وأنماط الهجرة ونوع المياه التي تعيش فيها.

ولسنوات عدة كان تشاكرابارتي وفريقه يتتبعون رواسب كربونات الكالسيوم الموجودة في الحيوانات الصغيرة مثل الشعاب المرجانية، وفي الدراسة الحالية، اختاروا حصوات الأذن حيث اكتشفوا عينات أحافير من الحصوات تعود إلى العصر الجوراسي (قبل 172 مليون سنة).

واستخدم الباحثون 6 عينات من حصوات الأذن الحالية تم جمعها من مواقع جغرافية مختلفة على طول الساحل الشرقي لأمريكا الشمالية، وقاموا بتحليل نسبة نظائر الكالسيوم المختلفة فيها باستخدام مطياف كتلة التأين الحراري (TIMS).

ومن خلال قياس نسب نظائر الكالسيوم في العينة، تمكنوا من ربطها بدرجات حرارة مياه البحر، التي جمعت منها الأسماك.

يضيف تشاكرابارتي: “لقد أظهرنا أن نظائر الكالسيوم هي متتبع قوي لدرجة حرارة الماء، وبالإضافة إلى نظائر الكالسيوم، قمنا أيضا بتحليل تركيز العناصر الأخرى مثل السترونشيوم والمغنيسيوم والباريوم ونسبها في نفس العينة، وجمع البيانات معا لاستنباط قيمة أكثر دقة لدرجة حرارة مياه البحر ضمن نطاق من زائد أو ناقص درجة واحدة مئوية عند مقارنتها بالقيمة الفعلية”.

والكائنات الحية التي تعيش في المحيط حساسة للغاية لدرجات الحرارة، ويمكن أن يؤدي ارتفاع درجة الحرارة بمقدار درجتين إلى انقراض العديد من الأنواع.

بالإضافة إلى ذلك، نظرًا لأن الغلاف الجوي والمحيط يتفاعلان، كما يقول تشاكرابارتي، فإن الكثير من ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي يذوب في النهاية في المحيط.

وهذه القدرة على إذابة ثاني أكسيد الكربون مرتبطة أيضًا بدرجة حرارة مياه البحر، وكلما زادت درجة الحرارة، كلما احتجز ثاني أكسيد الكربون.

فكما أن المشروبات الغازية تفقد فورانها مع ارتفاع درجة حرارتها، يفقد المحيط قدرته على الاحتفاظ بثاني أكسيد الكربون عندما يصبح أكثر دفئا، وفقا للدراسة.

وبسبب الارتباط الوثيق الذي وجدوه بين نسب نظائر الكالسيوم ودرجات الحرارة، فإن المؤلفين واثقون من أنه يمكن الآن استخدام نهجهم في العينات المتحجرة.

ويقولون إن رسم خرائط درجات حرارة مياه البحر المبكرة مهم لفهم تاريخ الأرض بشكل أفضل، فما حدث في الماضي هو مفتاح فهمنا لما سيحدث في المستقبل، كما يؤكد تشاكرابارتي.