دیاتوم‌ها به دانشمندان کمک می‌کنند تا تغییرات اقلیمی را در طول هزاره‌ها ارزیابی کنند

این مقاله به مطالعه دیاتوم‌ها به عنوان نشانگر تغییرات اقلیمی می‌پردازد و تاریخچه تحقیق کارتیخ بالاسوبرامانیان را در این حوزه معرفی می‌کند. او از دیاتوم‌ها برای تحلیل وضعیت آب و هوایی در گذشته استفاده می‌کند و اهمیت تنوع زیستی در هند را نیز مورد تأکید قرار می‌دهد.

🔬 در جستجوی دیاتوم‌ها

در اوایل دهه 2000، کارتیخ بالاسوبرامانیان به عنوان دستیار تحقیق در مؤسسه علوم هند فعالیت می‌کرد و کیفیت آب رودخانه‌های بزرگ جنوب هند را بررسی می‌کرد. او در خلال این کار به جاهای مختلفی در غاتی‌های غربی هند سفر می‌کرد تا نمونه‌های آبی جمع‌آوری کند. او در مورد تجربه‌اش می‌گوید: «در برخی از ماه‌ها، به ویژه در ماه‌های زمستان، متوجه شدم که تمام سنگ‌ها با بیوفیلم‌های قهوه‌ای پوشیده شده‌اند.»

کنجکاو، او این سنگ‌ها را به آزمایشگاه برد تا زیر میکروسکوپ مشاهده کند، و امیدوار بود با باکتری‌ها مواجه شود. ولی به تعجب او، به جای باکتری‌ها با سلول‌های زیبا و رنگی و متقارن روبه‌رو شد. او بعداً فهمید که این سلول‌ها دیاتوم‌ها هستند، یک دسته از جلبک‌های میکروسکوپی با دیواره‌های سلولی سیلیکایی. این سلول‌های ریز، مسیر شغلی او را شکل دادند. بالاسوبرامانیان می‌گوید: «هرگز به عقب برنگشتم.»

🧪 مطالعه تنوع دیاتوم‌ها

از آن زمان، بالاسوبرامانیان و تیمش به بررسی تنوع و توزیع دیاتوم‌ها در سراسر هند پرداخته و تقریباً صد گونه از این میکروب‌ها را شناسایی کرده‌اند. با مطالعه تنوع و فراوانی دیاتوم‌ها در فسیل‌ها، این محققان قادر به بازسازی شرایط آب و هوایی گذشته مانند دما و بارش هستند.۱ این اطلاعات کمک می‌کند تا بفهمند این شرایط در طول قرن‌ها چگونه تغییر کرده است. در طول زمان، بالاسوبرامانیان و تیمش بیش از 5000 نمونه دیاتوم از مکان‌های مختلف جمع‌آوری کردند تا بزرگ‌ترین هرباریوم دیاتوم در جنوب آسیا را بسازند.

📞 ملاقات با یک پیشکسوت

هنگامی که بالاسوبرامانیان شروع به مطالعه دیاتوم‌ها کرد، متوجه مقالات تحقیقاتی متعدد نوشته‌ی همندراکومار پریتیوراج گاندی، متخصص دیاتوم‌ها شد. وقتی در سال 2006 تلاش کرد تا با او از طریق تلفن تماس بگیرد، خانواده‌ی گاندی از او خواستند که به خانه‌شان بیاید. او سفری دو روزه از جنوب به غرب هند را تحمل کرد که به شغف او کمک کرد.

هنگامی که به خانه‌ی گاندی رسید، متوجه شد که او به خاطر بیماری آلزایمر در بستر خواب است و نمی‌تواند صحبت کند. با وجود این، بالاسوبرامانیان به بحث درباره‌ی کارش با گاندی پرداخت. او می‌گوید: «من شروع به نشان دادن لپ‌تاپم به او کردم و او شروع به گفتن نام‌های دیاتوم‌ها کرد.» خانواده‌ی گاندی به او به عنوان یک نوع خدا نگاه می‌کردند زیرا او سال‌ها با آنها صحبت نکرده بود.

🚀 دستاوردهای جدید

بالاسوبرامانیان تقریباً یک هفته را در کنار گاندی گذراند، کسی که بیش از 300 گونه جدید دیاتوم را در طول دوران کاری‌اش توصیف کرده بود. با امید به ادامه تحقیقات گاندی، او تمامی مجموعه دیاتوم‌های خود را به این محقق جوان اهدا کرد. در سال 2010، زمانی که بالاسوبرامانیان موفق به کشف یک گونه جدید از دیاتوم‌ها شد، نام آنرا Gomphonema gandhii گذاشت تا به خاطر کمک‌های این پیشکسوت آنرا گرامی دارد.۲ او می‌گوید: «بعد از آن، هر چیزی که انجام دادم به خاطر درک‌های [گاندی] بوده است.»

🌍 بررسی تغییرات اقلیمی

چند سال بعد، بالاسوبرامانیان در کنفرانسی در مؤسسه پالئوساینس بیربال ساهنی شرکت کرد که در آن دانشمندان به او گفتند که دیاتوم‌هایی از هزاران سال قبل در نمونه‌های رسوبی پیدا کرده‌اند. با توجه به اینکه دیاتوم‌ها به تغییرات در دما، بارش و نور پاسخ می‌دهند، این جلبک‌های میکروسکوپی نشانگرهای قابل اعتماد تغییرات محیطی هستند.۳،۴ این موضوع، بالاسوبرامانیان را به تحقیق در مورد دیاتوم‌های فسیلی برای مطالعه تغییرات اقلیمی ترغیب کرد.

به این منظور، او و تیمش ویژگی‌های دیاتوم‌های موجود در نمونه‌های باستانی را شناسایی می‌کنند. او می‌گوید: «امروز می‌دانم که دیاتوم‌ها در مناطق با بارش بالا کدامند و دیاتوم‌ها در شرایط کم‌بارش یا خشک کدامند.» مقایسه نمونه‌های باستانی با نمونه‌های امروز در آب‌وهوای شناخته شده به محققان کمک می‌کند تا شرایط غالب در گذشته را تخمین بزنند.

📊 تحلیل های بیشتر

با استفاده از این استراتژی، بالاسوبرامانیان و همکارانش نوسانات اقلیمی را در چهار هزاره گذشته در رشته‌کوه‌های ترانس‌هیمالیا بازسازی کردند.۵ آنها گونه‌های دیاتوم و سایر شاخص‌های بیوشیمیایی باستانی مانند ایزوتوپ‌های کربن و نیتروژن را بررسی کردند و دریافتند که وزش‌های غربی در این ناحیه بین 4000 تا 2600 سال گذشته غالب بوده است. پس از آن، بارش‌های موسمی تابستانه هند با دما و بارش بالاتر آغاز شد و احتمالاً نوسانات اقلیمی را ایجاد کرد و منجر به فاجعه‌هایی مانند رانش زمین و جریان‌های خرده‌سنگ شد.

بالاسوبرامانیان و همکارانش از یک رویکرد مشابه برای تخمین الگوهای اقلیمی در غاتی‌های غربی هند استفاده کردند. آنها با مطالعه دیاتوم‌ها، گرده‌ها و سایر عوامل از رسوبات دریاچه‌ها، نشان دادند که موسمی‌های جنوب غربی تقریباً 8000 سال پیش در این منطقه افزایش شدت یافته است.۶

🌿 اهمیت تنوع زیستی

کار در هند باعث شد که بالاسوبرامانیان به تنوع زیستی موجود در سراسر کشور احترام بگذارد. او می‌گوید: «هر 100 کیلومتر، تغییرات قابل توجهی در تنوع وجود دارد.» به علاوه، او اشاره کرد که دانشمندان هنوز در حال کشف گونه‌های جدید از هر دو گروه حیوانات بزرگ و میکروب‌ها در کشور هستند و تأکید کرد که هنوز کارهای زیادی برای اکتشاف باقی مانده است. او افزود: «این یک نوع فرصت و چالشی است.»

با zoom کردن به دیاتوم‌ها، او به نکته‌ای اشاره کرد که این زندگی‌های کوچک می‌توانند موارد زیادی ارائه دهند. علاوه بر پایش آب و هوا، دیاتوم‌ها در ارزیابی وضعیت سلامت آب‌ها و همچنین در تحقیقات جنایی برای تجزیه و تحلیل صحنه‌های جرم مؤثر هستند. بالاسوبرامانیان و تیمش همچنین در حال مطالعه توانایی‌های جذب کربن دیاتوم‌ها هستند، که کاربردهای پتانسیلی در حفاظت از محیط زیست دارند.

🔗 چند رشته‌ای

به گذشته که نگاه کرد، بالاسوبرامانیان گفت که یکی از هیجان‌انگیزترین جنبه‌های استفاده از دیاتوم‌ها برای ارزیابی دینامیک‌های اقلیمی این است که چندین رشته تخصصی در این تحقیق هم‌پوشانی دارند. او می‌گوید: «شما باید در مورد ژئولوژی، محیط زیست، فیزیک و مغناطیس اطلاعات داشته باشید. این یک موضوع واقعی چندرشته‌ای و فرامقطع است.»