استخوان‌های ۵۵ میلیون‌ساله پنگوئن‌ها راز یک قطب جنوبِ گرم و مرطوب را فاش کردند

راز بقا: امروز وقتی نام قطب جنوب را می‌شنویم، تصویر یخ، باد و سرمای طاقت‌فرسا در ذهنمان شکل می‌گیرد؛ اما ۵۵ میلیون سال پیش، داستان کاملاً متفاوت بود. آن زمان بخش‌هایی از جنوبگان بسیار گرم‌تر و مرطوب‌تر از امروز بودند و پنگوئن‌هایی در سواحل آن زندگی می‌کردند که بقایای استخوان‌هایشان حالا به یک آرشیو شگفت‌انگیز از گذشته زمین تبدیل شده است.

پژوهشگران با بررسی ترکیب شیمیایی استخوان‌های فسیلی پنگوئن‌ها در جزیره سیمور، در نزدیکی شبه‌جزیره جنوبگان، دریافتند که این استخوان‌ها می‌توانند نشانه‌هایی از شرایط محیطی و اقلیمی دوران بسیار دور را در خود حفظ کرده باشند. حتی بهتر از آن، دانشمندان توانسته‌اند این سرنخ‌ها را بدون تخریب فسیل‌ها و با استفاده از نوعی نقشه‌برداری شیمیایی با پرتو ایکس آشکار کنند.

استخوان‌هایی که فقط درباره پنگوئن‌ها حرف نمی‌زنند

جزیره سیمور یکی از مهم‌ترین گنجینه‌های فسیلی پنگوئن‌ها در جهان است. لایه‌های زمین‌شناسی این جزیره، بقایای پنگوئن‌هایی را در خود جای داده‌اند که به دوره ائوسن، حدود ۵۶ تا ۳۳.۹ میلیون سال پیش، تعلق دارند.

این فسیل‌ها برای دانشمندان ارزش ویژه‌ای دارند، زیرا ائوسن دوره‌ای بود که اقلیم زمین به‌تدریج از شرایط بسیار گرم «گلخانه‌ای» به سمت جهانی سردتر حرکت می‌کرد. جنوبگان نیز در همین مسیر تغییر کرد؛ سرزمینی که در نهایت به یکی از سردترین نقاط سیاره تبدیل شد.

پژوهش جدید یک پرسش جالب را دنبال می‌کرد: آیا خود استخوان پنگوئن می‌تواند بخشی از این تغییر محیطی را در ترکیب شیمیایی‌اش ثبت کرده باشد؟

برای پاسخ به این سؤال، پژوهشگران دانشگاه علوم زمین چین در پکن سراغ روشی رفتند که نیازی به خرد کردن یا حل کردن فسیل‌ها ندارد.

دانشمندان استخوان‌ها را زیر پرتو ایکس گذاشتند

روش مورد استفاده، میکروفلورسانس پرتو ایکس یا μ-XRF است.

این فناوری را می‌توان نوعی نقشه‌برداری شیمیایی دانست. دستگاه سطح فسیل را بررسی می‌کند و نشان می‌دهد عناصر مختلف در کدام بخش‌های استخوان وجود دارند و شدت حضور آنها چقدر است.

مزیت مهم این روش برای دیرینه‌شناسان این است که نمونه تقریباً دست‌نخورده باقی می‌ماند؛ مسئله‌ای بسیار مهم برای فسیل‌هایی که میلیون‌ها سال قدمت دارند و ممکن است دیگر هرگز نمونه مشابهی از آنها پیدا نشود.

پژوهشگران در این مطالعه فسیل‌هایی از چند بخش مختلف توالی ائوسن جزیره سیمور را بررسی کردند و آنها را با نمونه‌هایی از پنگوئن‌های امروزی مقایسه کردند.

قدیمی‌ترین استخوان‌ها یک سرنخ مهم داشتند

یکی از جالب‌ترین نتایج مربوط به فسیل‌هایی بود که حدود ۵۵.۳ تا ۵۴.۱ میلیون سال قدمت داشتند.

در این استخوان‌ها سیگنال عناصر مختلف، به‌ویژه تیتانیوم، بسیار قوی‌تر بود. در کنار شواهد زمین‌شناسی و رسوب‌شناسی، این الگو با شرایطی سازگار است که در آن فرسایش سطح خشکی شدیدتر بوده و مواد بیشتری از سرزمین به محیط اطراف منتقل می‌شده است.

به زبان ساده‌تر، استخوان‌های این پنگوئن‌های باستانی فقط بقایای بدن یک پرنده منقرض‌شده نیستند؛ آنها می‌توانند نشانه‌هایی از چگونگی کار کردن محیط اطرافشان را نیز در خود حفظ کرده باشند.

شرایط گرم و مرطوب می‌تواند فرسایش سنگ‌ها و خاک را افزایش دهد و باعث شود مواد بیشتری از خشکی وارد سامانه‌های رودخانه‌ای و دریایی شوند.

همین مواد، در نهایت می‌توانند اثری شیمیایی در محیط رسوب‌گذاری باقی بگذارند.

اما ماجرا فقط تیتانیوم نیست

پژوهشگران تغییرات عناصر دیگری مانند سیلیسیم و پتاسیم را نیز مشاهده کردند.

البته دانشمندان تأکید دارند که نباید حضور این عناصر را به یک علت واحد نسبت داد. فرآیندهای مختلفی در طول میلیون‌ها سال می‌توانند ترکیب شیمیایی یک فسیل را تغییر دهند؛ از ورود مواد ریزدانه و نفوذ عناصر از رسوبات گرفته تا سیلیسی‌شدن و فرآیندهای شیمیایی پس از دفن.

به همین دلیل، پژوهشگران نتایج شیمیایی را در کنار اطلاعات زمین‌شناسی و اقلیمی منطقه تفسیر کردند، نه به‌عنوان یک دماسنج مستقل برای گذشته.

این نکته مهم است، چون فسیل یک استخوان زنده و دست‌نخورده نیست؛ چیزی است که میلیون‌ها سال در تماس با رسوبات و آب‌های زیرزمینی قرار داشته و در طول زمان دستخوش تغییرات شیمیایی شده است.

آهن و منگنز، داستان دیگری را روایت کردند

یک بخش جذاب دیگر پژوهش به عناصر آهن، منگنز و گوگرد مربوط می‌شود.

الگوهای این عناصر در فسیل‌ها با شرایط شیمیایی رسوباتی که استخوان‌ها در آنها دفن شده بودند ارتباط داشتند.

به این ترتیب، دانشمندان توانستند سرنخ‌هایی نه‌فقط درباره محیط خشکی، بلکه درباره شرایطی که پس از مرگ پنگوئن و دفن شدن بقایای آن در رسوبات وجود داشته نیز به دست آورند.

در واقع، استخوان فسیل‌شده شبیه یک دفترچه خاطرات چندلایه است: بخشی از اطلاعات آن به زندگی و محیط اولیه حیوان مربوط می‌شود و بخش دیگری داستان اتفاقاتی را روایت می‌کند که پس از مرگ و دفن شدن آن رخ داده است.

پنگوئن‌ها شاهد یک تغییر بزرگ بودند

دورانی که این پنگوئن‌ها در جنوبگان زندگی می‌کردند، به جهان امروز شباهت زیادی نداشت.

پژوهش‌های فسیلی نشان می‌دهد پنگوئن‌ها در ائوسن نه‌تنها در جنوبگان حضور داشتند، بلکه تنوع زیادی نیز پیدا کرده بودند. بعضی از گونه‌های آن زمان بسیار بزرگ‌تر از پنگوئن‌های امروزی بودند و برخی به اندازه‌هایی نزدیک به دو متر می‌رسیدند.

اما در همان میلیون‌ها سال، اقلیم جنوبگان به سمت سرد شدن حرکت کرد.

تشکیل جریان پیرامون جنوبگان و جدا شدن تدریجی این قاره از دیگر خشکی‌های جنوبی، در تغییرات اقلیمی بعدی نقش مهمی داشت و در نهایت زمینه برای شکل‌گیری یخچال‌های دائمی جنوبگان فراهم شد.

فسیل‌های جزیره سیمور در همین نقطه از تاریخ زمین اهمیت پیدا می‌کنند: آنها در لایه‌های مختلف، بخشی از داستان این گذار را حفظ کرده‌اند.

چرا این کشف مهم است؟

دانشمندان برای بازسازی اقلیم گذشته معمولاً سراغ رسوبات دریایی، گرده‌های گیاهی، ریزفسیل‌ها و دیگر شاخص‌های زمین‌شناسی می‌روند.

اما مطالعه جدید نشان می‌دهد استخوان مهره‌داران نیز می‌تواند یک منبع مکمل برای این کار باشد.

اگر روش‌های مشابه روی مجموعه‌های بیشتری از فسیل‌ها آزمایش شود، شاید بتوان از بقایای حیوانات منقرض‌شده اطلاعات بیشتری درباره محیطی که در آن زندگی می‌کردند استخراج کرد.

این موضوع به‌خصوص برای مناطقی مانند جنوبگان اهمیت دارد؛ مناطقی که دسترسی به آنها دشوار است و سوابق فسیلی‌شان می‌تواند اطلاعاتی درباره دوره‌هایی ارائه کند که هیچ انسان یا ابزار مدرنی شاهد آنها نبوده است.

پیام ۵۵ میلیون ساله پنگوئن‌ها

شاید جذاب‌ترین بخش داستان همین باشد.

پنگوئن‌های باستانی هیچ‌گاه قرار نبود چیزی درباره تغییرات اقلیمی زمین به ما بگویند. آنها میلیون‌ها سال پیش زندگی کردند، مردند و استخوان‌هایشان در رسوبات جزیره‌ای دورافتاده دفن شد.

اما ترکیب شیمیایی همان استخوان‌ها در طول میلیون‌ها سال اطلاعاتی درباره محیط اطرافشان حفظ کرده است.

اکنون دانشمندان با یک پرتو ایکس، بخشی از این پیام را دوباره می‌خوانند.

این فسیل‌ها به ما یادآوری می‌کنند که قطب جنوب همیشه سرزمین سفید و یخ‌زده‌ای که امروز می‌شناسیم نبوده است؛ زمانی پنگوئن‌ها در جنوبگانی بسیار گرم‌تر و مرطوب‌تر زندگی می‌کردند و زمین در مسیر یک تغییر اقلیمی عظیم قرار داشت.

شاید به همین دلیل باشد که گاهی برای فهم آینده زمین، لازم است به استخوان‌های موجوداتی نگاه کنیم که ۵۵ میلیون سال پیش در جهانی کاملاً متفاوت زندگی می‌کردند.

منبع پژوهش: Xia, B., Wu, H. & Li, Q. (2026), Eocene penguin fossils as archives of Antarctic weathering and climate change: insights from micro-X-ray fluorescence elemental mapping, Fossil Record, 29(2), 575–587. DOI: 10.3897/fr.29.192319.