اصطدام كويكب بينو قد يغير مناخ الأرض للأبد

إذا اصطدم كويكب "بينو" القريب من الأرض بالأرض في المستقبل، فإن الصخرة الفضائية يمكن أن تسبب أضرارًا عالمية كبيرة، على الرغم من أن حجمه لا يساوي جزءًا صغيرًا من حجم الكويكب الذي قضى على الديناصورات، وفقًا لبحث جديد.

ويقدر علماء الفلك أن احتمال اصطدام بينو بالأرض في سبتمبر 2182 بنسبة 1 من 2700، أي ما يعادل 0.037%.

الكويكب، الذي يحتوي على لبنات بناء الحياة وفقاً لدراسات حديثة لعينات أعيدت إلى الأرض من قبل بعثة OSIRIS-REx التابعة لناسا، هو صخرة فضائية متوسطة الحجم يصل قطرها إلى حوالي 1640 قدم (500 متر). ويقدر قطر الكويكب الذي ارتطم بالأرض قبل 66 مليون سنة وأدى إلى انقراض الديناصورات بحوالي 6.2 ميل (10 كيلومترات) وكان آخر كويكب كبير معروف ارتطم بكوكب الأرض.

ونظراً للفرصة الضئيلة ولكن غير المستحيلة لاحتمال ارتطام بينو في المستقبل، قام فريق بحثي بنمذجة الآثار التي قد يحدثها مثل هذا الاصطدام على كوكبنا، بما في ذلك المناخ العالمي والنظم البيئية في اليابسة والمحيطات. ونشرت دراسة توضح النتائج بالتفصيل يوم الأربعاء في مجلة Science Advances.

ووفقًا للدراسة، فإن الكويكبات متوسطة الحجم مثل بينو تصطدم بالأرض كل 100,000 إلى 200,000 سنة تقريبًا.

وقد وجد الباحثون أن الاصطدام قد يؤدي إلى شتاء عالمي يمكن أن يقلل من هطول الأمطار ويبرد الكوكب من بين تأثيرات أخرى قد تستمر لسنوات. ومن المحتمل أن يكون البشر الأوائل قد عاشوا ظروفاً مماثلة خلال اصطدام الكويكبات السابقة.

وقال المؤلف الرئيسي للدراسة الدكتور لان داي، وهو زميل أبحاث ما بعد الدكتوراه في مركز IBS لفيزياء المناخ، أو ICCP، في جامعة بوسان الوطنية في كوريا الجنوبية: "ربما يكون أسلافنا من البشر الأوائل قد مروا ببعض من هذه الأحداث التي وقعت في وقت سابق من ارتطام الكويكبات متوسطة الحجم مع تأثير محتمل على التطور البشري وحتى على تركيبنا الجيني".

استخدم الباحثون نماذج مناخية وبمساعدة الحاسوب العملاق "ألف" في مركز ICCP لتشغيل سيناريوهات مختلفة لاصطدام من نوع بينو بالأرض، مع التركيز بشكل كبير على آثار حقن 100 مليون إلى 400 مليون طن في الغلاف الجوي للأرض. وأظهرت النتائج حدوث اضطرابات دراماتيكية في كيمياء الغلاف الجوي لكوكبنا ومناخه في غضون ثلاث إلى أربع سنوات بعد اصطدام الكويكب.

في البداية، سيخلق التصادم حفرة قوية ويتسبب في تناثر المواد في الهواء بالقرب من موقع الارتطام. وقال داي إن التصادم سيولد موجة صدمة قوية وزلازل أيضاً. وقالت إن كميات كبيرة من الهباء الجوي والغازات المنبعثة من الارتطام يمكن أن تصعد إلى الغلاف الجوي، مما سيغير مناخ الأرض مع تأثيرات باقية.

وإذا ما اصطدم بينو بالمحيط، فإنه سيؤدي إلى حدوث موجات تسونامي هائلة وإطلاق كميات كبيرة من بخار الماء في الهواء. ويمكن أن تتسبب هذه الأحداث في استنزاف عالمي للأوزون في الغلاف الجوي العلوي يمكن أن يستمر لسنوات.

وقال داي في رسالة بالبريد الإلكتروني: "يمكن أن يساهم الهباء الجوي النشط مناخيًا، بما في ذلك الغبار والسخام والكبريت، في تبريد لعدة سنوات بعد الاصطدام". "على النقيض من التبريد الناتج عن الهباء الجوي، فإن غازات الاحتباس الحراري مثل انبعاثات (ثاني أكسيد الكربون) قد تسبب ارتفاعًا طويل الأمد في درجة الحرارة."

وقال داي إن السيناريو الأكثر حدة، الذي يحتوي على 400 مليون طن من الغبار الذي يدور في الغلاف الجوي للأرض، سيؤدي إلى "شتاء عالمي من التصادم"، أو فترة من درجات الحرارة الباردة، وانخفاض ضوء الشمس وانخفاض هطول الأمطار.

ومن شأن جزيئات الغبار التي ترتفع عالياً في الهواء أن تمتص أشعة الشمس وتشتتها، مما يمنعها من الوصول إلى سطح الأرض. وسيؤدي نقص ضوء الشمس إلى انخفاض درجات الحرارة العالمية بسرعة تصل إلى 7.2 درجة فهرنهايت (4 درجات مئوية). وأظهرت نتائج الدراسة أنه مع انخفاض درجات الحرارة العالمية، يمكن أن ينخفض هطول الأمطار بنسبة تصل إلى 15٪ لأن التبخر سيقل على الأرض. وقد تنضب طبقة الأوزون أيضًا بنسبة تصل إلى 32%، وفقًا للدراسة.

واعتمادًا على مكان حدوث الضربة، يمكن أن تكون التأثيرات محسوسة بشكل أكثر حدة على المستوى الإقليمي، كما أشار مؤلفو الدراسة.

وقال داي: "تُظهر نتائجنا أن جزيئات الغبار التي يصل عمرها الافتراضي في الغلاف الجوي إلى عامين يمكن أن تسبب "شتاءً عالميًا من التصادم" لأكثر من 4 سنوات بعد الارتطام. "سيوفر شتاء الارتطام المفاجئ ظروفًا مناخية غير مواتية لنمو النباتات، مما يؤدي إلى انخفاض أولي بنسبة 20-30% في عملية التمثيل الضوئي في النظم الإيكولوجية الأرضية والبحرية. ومن المحتمل أن يتسبب ذلك في اضطرابات هائلة في الأمن الغذائي العالمي."

Loading image...

على الرغم من أن البشر المعاصرين لم يعيشوا في عصرنا هذا في ظل سقوط كويكب، إلا أن داي قارن الآثار البيئية بـ"الكوارث الأخرى التي تحجب الشمس"، مثل الانفجارات البركانية الكبيرة.

ويقارن مقدار التبريد العالمي المقدر في الدراسة بما حدث عندما شهد جبل توبا في سومطرة ثورانًا بركانيًا هائلاً يعتبر من أكبر الثورات البركانية في تاريخ الأرض، والذي من المحتمل أن يكون قد أخل بالمناخ العالمي قبل 74000 سنة.

وقالت نادية درابون، الأستاذة المساعدة في علوم الأرض والكواكب في جامعة هارفارد، إن نتائج البحث تتماشى بشكل جيد مع الآثار المدروسة للتأثيرات السابقة في تاريخ الأرض.

وقالت درابون: "كانت العديد من تلك التأثيرات السابقة أكبر بكثير، وغالباً ما كانت آثارها أكثر حدة وأطول أمداً". "(هذه) الدراسة مثيرة للاهتمام بشكل خاص، لأنها تُظهر أنه حتى التأثيرات "الصغيرة" نسبياً يمكن أن تنبعث منها كمية كافية من الغبار للحد من عملية التمثيل الضوئي بشدة، مما يؤدي إلى مشاكل حادة في السلسلة الغذائية. نعتقد أن أحداثًا مماثلة حدثت في وقت سابق من تاريخ الأرض، ولكن مع انخفاضات أكثر حدة في الإنتاجية الأولية."

لم تشارك درابون في هذه الدراسة، لكنها قامت بتأليف بحث حول ما يمكن أن يكون قد حدث عندما اصطدمت صخرة فضائية ضخمة، يقدر حجمها بحجم أربعة جبال إيفرست، بالأرض منذ أكثر من 3.2 مليار سنة مضت.

أظهرت أكثر النتائج غير المتوقعة للدراسة سلوكاً غير عادي من قبل العوالق البحرية. فقد توقع الباحثون أن تتناقص الكائنات الدقيقة بسرعة وتتعافى ببطء. ومع ذلك، من المحتمل أن تكون العوالق البحرية في المحيط قد تعافت بالفعل في غضون ستة أشهر ومن المحتمل أن تزداد بعد ذلك "إلى مستويات لم نشهدها حتى في ظل الظروف المناخية العادية"، كما قال داي.

وقال المؤلف المشارك في الدراسة أكسل تيمرمان، وهو مدير البرنامج الدولي لرصد وتقييم الغبار، والأستاذ المتميز في جامعة بوسان الوطنية، في بيان: "لقد تمكنا من تتبع هذه الاستجابة غير المتوقعة لتركيز الحديد في الغبار".

الحديد هو عنصر غذائي رئيسي للطحالب، ولكن في مناطق مثل المحيط الجنوبي وشرق المحيط الهادئ الاستوائي، لا يتوفر المعدن بوفرة. ولكن إذا كان محتوى الحديد في بينو مرتفعًا وموزعًا في جميع أنحاء المحيط، فقد يؤدي ذلك إلى ازدهار غير مسبوق للطحالب، ولا سيما النوع الغني بالسيليكات الذي يسمى الدياتومات، لمدة تصل إلى ثلاث سنوات، وفقًا للدراسة.

Loading image...

ومن شأن ازدهار الطحالب أن يجذب أيضاً العوالق الحيوانية، وهي حيوانات مفترسة صغيرة تتغذى على الدياتومات.

قال داي: "قد تكون محاكاة تكاثر العوالق النباتية والعوالق الحيوانية المفرطة (https://oceanservice.noaa.gov/facts/phyto.html) نعمة للمحيط الحيوي وقد تساعد في التخفيف من انعدام الأمن الغذائي الناشئ المرتبط بالانخفاض طويل الأمد في الإنتاجية الأرضية". "ومع ذلك، قد يكون لتكاثر الدياتومات الحصرية تأثير ضار على تنوع النظام البيئي. على سبيل المثال، تتمتع الدياتومات بميزة تنافسية على العوالق النباتية الصغيرة في ظل ظروف غنية بالحديد في المحيط الجنوبي. وقد يمنع تكاثر الدياتوم الواضح نمو العوالق النباتية الصغيرة."

وقالت درابون إن الاستجابة الإيجابية من بعض أشكال الحياة، وخاصة الكائنات الحية البسيطة وحيدة الخلية، هو أمر لوحظ في ماضي الأرض.

بعد ذلك، يخطط الباحثون لنمذجة استجابات البشر الأوائل لضربات الكويكبات، ومحاكاة دورات حياتهم وكيف كان بإمكانهم البحث عن الطعام.

"قالت درابون: "من المهم أن ندرك أن الاصطدامات على الأرض أمر حتمي، إنها مجرد مسألة وقت وحجم هذه الاصطدامات. "الجميع يعرف عن الاصطدام القاتل للديناصورات. ومع ذلك، من المرجح أن تحدث تأثيرات أصغر بكثير، وبالتالي فإن دراسة آثارها أمر بالغ الأهمية."