جنگلهای 56 میلیون سال گذشته چه چیزی در مورد آینده ی زمین به ما می‌ گویند؟ حدود 56 میلیون سال گذشته، در مرز پالئوسن - ائوسن، زمین یکی از مهمترین دوره‌ های گرمایش خود را در تاریخ زمین‌شناسی تجربه کرد. این رویداد که حداکثر حرارتیِ پالئوسن-ائوسن یا PETM نامیده می‌شود، با ورود سریع مقادیر زیادی کربن به سیستم اقیانوس-اتمسفر همراه بود و دمای جهانی را چندین درجه افزایش داد. تغییرات اقلیمی این دوره نه تنها اقیانوسها و چرخه ی کربن، بلکه اکوسیستم های زمینی و توزیع گیاهان و جانوران را نیز دگرگون کرد. بنابراین، PETM یکی از مهمترین نمونه‌ های طبیعی برای مطالعه ی واکنش زمین به افزایش سریع گازهای گلخانه‌ای است. اکنون یک مطالعه جدید در مجله Science تصویر دقیقتری از واکنش جنگلها به این گرمایش باستانی ارائه می‌ دهد. ریگان دان، دیرینه‌ شناس، و همکارانش با بررسی فسیلهای گیاهی در حوضه ی هانا در وایومینگ، ساختار تاج پوشش جنگلهای ۵۶ میلیون سال پیش را بازسازی کردند. اهمیت این مطالعه در این است که محققان نه تنها گونه‌ های گیاهی یا توصیف کلی از جنگل و جنگلِ باز را شناسایی کرده‌ اند، بلکه توانسته‌اند تراکم تاج پوشش را به صورت کمی اندازه‌ گیری کنند. برای انجام این کار، محققان از قطعات بسیار ریز کوتیکول برگِ فسیل شده استفاده کردند. کوتیکول لایه ی محافظ سطح برگ است و شکل سلولهای اپیدرمی آن می‌ تواند اطلاعاتی در مورد شرایط نوری برگها در زمان رشد ارائه دهد. برگهایی که در قسمتهای سایه‌ دارتر و متراکمتر جنگل رشد می‌ کنند، معمولاً سلولهای کشیده‌تری دارند؛ زیرا گیاه در شرایط کم نور، مکانیسمهایی برای افزایش جذب نور ایجاد می‌ کند. به این ترتیب، شکل سلولهای برگ می‌ تواند بعنوان ردپای فسیلی از سایه و تراکم تاج پوشش عمل کند. دان و همکارانش ابتدا این رابطه را در جنگلهای امروزی آمریکای مرکزی و جنوبی بررسی کردند. آنها با استفاده از دوربینهای رو به بالا، میزان پوشش برگ را در جنگلهای مدرن اندازه‌ گیری کردند و آن را با ویژگیهای سلول‌های اپیدرمی برگهای جمع‌آوری‌ شده از همان محیطها مقایسه کردند. نتایج نشان داد که ویژگیهای سلولهای برگ بطور قابل توجهی با شاخص سطح برگ یا LAI همبستگی دارند. LAI معیاری از میزان سطح برگ در واحد سطح زمین است و در عمل شاخص کوچکی از تراکم تاج پوشش جنگل است. پس از ایجاد این رابطه بین محیطهای امروزی و فسیلها، محققان توانستند از همین روش برای سنگهای ۵۶ میلیون ساله استفاده کنند. آنها هزاران سلول اپیدرمی را از کوتیکول برگها در رسوبات مواد آلی غنی از حوضه هانا اندازه‌گیری کردند و از این داده‌ ها برای بازسازی شاخص سطح برگ جنگلهای باستانی استفاده کردند. این روش بسیار مهم است زیرا به جای تکیه بر توصیفات کیفی، امکان مقایسه ی عددی ساختار پوشش گیاهی را در دوره‌ های مختلف زمین‌ شناسی فراهم می‌کند.نتایج نشان داد که با شروع PETM، پوشش جنگلی منطقه بازتر و تراکم پوشش گیاهی کاهش یافت. جنگلها قبل از این رویداد متراکمتر و دارای درختان بزرگتری بودند، اما در طول دوره گرمایش، پوشش سایبان کاهش یافت و تعداد درختان بزرگ نیز کم شد. این تغییر را می‌توان در کنار شواهد دیگر PETM مشاهده کرد که نشان می‌ دهد گیاهان و حیوانات در پاسخ به گرمایش و تغییر شرایط رطوبتی به عرضهای جغرافیایی بالاتر گسترش یافته‌اند.نکته ی مهم این است که افزایش CO₂ لزوماً به معنای رشد بیشتر و پایدارتر جنگل نیست. CO₂ می‌ تواند اثر کوددهی کوتاه‌ مدت بر گیاهان داشته باشد، اما افزایش دما، کاهش دسترسی به آب، خشکسالی، آتش سوزی و سایر تنشها می‌ تواند این مزیت را خنثی کند. در گزارش PETM، به نظر می‌ رسد که شرایط گرمایش و خشکتر نیز فشار زیادی بر جنگلها وارد کرده و ساختار آنها را به سمت سایبان بازتر سوق داده است. بنابراین، پاسخ یک اکوسیستم به افزایش CO₂ نتیجه تعامل چندین عامل است، نه صرفاً افزایش فتوسنتز.این یافته‌ ها زمانی اهمیت بیشتری پیدا می‌کنند که در نظر بگیریم زمین امروزه نیز افزایش سریع CO₂ و گرمایش را تجربه می‌ کند. البته، مقایسه‌ های امروز با PETM باید با احتیاط انجام شود؛ جغرافیا، پوشش گیاهی، سرعت تغییر و عوامل انسانی یکسان نیستند. حتی سرعت افزایش کربن در عصر حاضر بسیار سریعتر از بسیاری از تخمین‌ ها برای PETM است. با اینحال، سوابق فسیلی نشان می‌ دهد که افزایش شدید دما می‌ تواند منجر به تغییراتی در ساختار و تراکم پوشش جنگلی، حتی در جهانی با جنگلهای گسترده، شود.ادامه در👇