یک گروه تحقیقاتی دانشگاه دارتموث برای پرداختن به بحث در مورد اینکه آیا برخورد بزرگ سیارکی یا فعالیت آتشفشانی منجر به انقراض دایناسورها و بسیاری از گونه های دیگر در 66 میلیون سال پیش شده است یا خیر، از یک رویکرد ابتکاری استفاده کرد. این محققان دانشمندان را کنار گذاشته و تصمیم گیری را به کامپیوترها واگذار می کنند.
محققان در مجله Science گزارش دادند که آنها از یک رویکرد مدل سازی جدید مبتنی بر پردازنده های به هم پیوسته برای بررسی داده های زمین شناسی و آب و هوا بدون دخالت انسان استفاده کردند. آنها حدود 130 پردازنده را به تجزیه و تحلیل معکوس سوابق فسیلی برای تعیین رویدادها و شرایطی که منجر به انقراض دایناسورهای “کرتاسه-پالئوژن” (K-Pg) شد، وادار کردند. انقراض این دایناسورها راه را برای پیدایش پستانداران از جمله نخستی ها هموار کرد که بعدها منجر به پیدایش انسان های اولیه شد.
نگاهی نو به رویدادهای تاریخی
الکس کاکس، نویسنده اصلی دانشکده علوم زمین دانشگاه دارتموث، گفت: بخشی از انگیزه ما ارزیابی این مشکل بدون یک فرضیه یا سوگیری از پیش تعیین شده بود.
وی افزود: اکثر مدل ها در یک جهت جلو می روند. ما با یک مدل چرخه کربن راه دیگر را رفتیم و از این اثر برای یافتن آماری علت استفاده کردیم.
وی تاکید کرد: در نهایت فرقی نمی کند که چه فکری می کنیم یا قبلا چه فکری می کردیم. این مدل به ما نشان می دهد که چگونه آنچه را که در پرونده زمین شناسی می بینیم به دست آوردیم.
این مدل دارای بیش از 300000 سناریو ممکن برای انتشار، دی اکسید کربن، تولید است و اکسیدهای گوگرد و محصولات بیولوژیکی را در یک میلیون سال پیش و پس از انقراض K-Pg مورد مطالعه قرار داده و از طریق نوعی یادگیری ماشینی به نام زنجیره مارکوف مونت کارلو، اینها را مورد مطالعه قرار داده است. پردازنده‌ها برای یافتن نتایج مقایسه و محاسبه مجدد خود کار کردند تا اینکه سناریویی را پیدا کردند که با سابقه فسیلی موجود مطابقت داشت.
علل انقراض را کشف کنید
بقایای ژئوشیمیایی و ارگانیک موجود در سوابق فسیلی به وضوح شرایط فاجعه بار در طول انقراض دایناسورهای ذکر شده را ثبت می کند. اگرچه اثرات شرایط ایجاد شده در آن زمان مشخص است، اما علت این انقراض همچنان نامشخص است. فرضیه های اولیه علت این رویداد را فعالیت آتشفشانی می دانستند، اما با کشف یک مکان برخورد فضایی در مکزیک به نام Chicxulub که در اثر برخورد یک سیارک به قطر یک مایل ایجاد شده بود، فرضیه های قبلی تا حدی رد شدند. اما این دو فرضیه بعداً شروع به هم‌گرایی و همپوشانی کردند و به نظر می‌رسد که در آن زمان ممکن است فعالیت‌های آتشفشانی در سیاره زمین وجود داشته باشد و برخورد یک سیارک بزرگ به علت آن اضافه شده است. با این حال، محققان سعی کردند با استفاده از هوش مصنوعی به یک نتیجه روشن در این مورد برسند.
مدل استفاده شده توسط این محققان نشان می دهد که انتشار گازهای حاصل از فعالیت های آتشفشانی به تنهایی برای آغاز یک انقراض دسته جمعی کافی است. این فعالیت حدود 300000 سال قبل از برخورد سیارک به طول انجامید. این آتشفشان ها در طول نزدیک به یک میلیون سال فعالیت خود حدود 10.4 تریلیون تن دی اکسید کربن و 9.3 تریلیون تن گوگرد در جو تولید کردند.
این مدل همچنین کاهش شدید غلظت کربن آلی در اعماق اقیانوس‌ها را در زمان برخورد سیارک نشان داد که احتمالاً به دلیل برخورد سیارک منجر به نابودی گونه‌های مختلف جانوری و گیاهی می‌شود. این مدل همچنین نشان داد که برخورد سیارک باعث افزایش کربن و اکسید گوگرد می شود و نشان می دهد که نقش سیارک در انقراض ارتباطی با انتشار گازها ندارد.
نتیجه گیری: نوآوری روش شناختی و کاربردهای آینده
در شرایط فعلی، مصرف سوخت فسیلی منجر به ورودی حدود 16 میلیارد تن دی اکسید کربن در جو از سال 2000 تا 2023 خواهد شد. اگرچه این مقدار زیادی از انتشار است، اما برای رسیدن به سطوح انتشار آتشفشان های دایناسورهای باستانی باید چندین هزار سال ادامه یابد.
این رویکرد تحقیقاتی می‌تواند برای محاسبه مجدد مدل‌های دیگر سیستم‌های زمین، مانند آب و هوا و چرخه کربن، برای ارزیابی رویدادهای زمین‌شناسی که پیامدهای آن مشخص است، اما عوامل منجر به آنها مشخص نیست، استفاده شود.
۵۸۵۸