پازل معماگونه عصر يخبندان زمين تكميل مي‌شود
از بعد جغرافيايي و علوم زمين‌شناختي، آتشفشان‌ها از جمله عوارض مهم زمين به شمار مي‌آيند كه فعاليت و ساختار كلي آنها با علوم و پديده‌هاي ديگري نظير ديرينه‌شناسي در هم گره خورده است.
همواره اين عقيده وجود داشته است كه برخوردهاي شهاب‌سنگي مهم‌ترين نقش را در انقراض نسل‌هاي مختلف روي زمين داشته‌اند و شايد كمتر كسي به آتشفشان‌ها به عنوان فاكتوري همپاي شهاب‌سنگ‌هاي آسماني فكر مي‌كرده، اما تحقيقات اخير دانشمندان نشان مي‌دهد آتشفشان‌ها نقش كليدي در تغيير و تحولات عصر يخ داشته و مي‌توان از آنها به عنوان فاكتورهاي تاثيرگذار در انقراض نسل‌هاي دوره‌هاي بسيار دور زمين نام برد. در حقيقت اكنون مشخص شده است كه اين آتشفشان‌ها بوده‌اند كه مقدمات لازم براي سرد شدن زمين و آغاز عصر يخبندان را فراهم كرده‌اند، عصري كه در آن بسياري از گونه‌هاي حياتي زمين از ميان رفته‌اند.
450 ميليون سال از آن دوران مي‌گذرد، دوراني كه از آن به عصر يخ زمين ياد مي‌شود، دوراني كه دانشمندان از آن به عنوان يكي از جالب توجه‌ترين و در عين حال مرموز‌ترين دوره‌هاي زمين‌شناسي ياد مي‌كنند. تحقيقات گسترده‌اي كه درخصوص اين دوره از حيات زمين صورت گرفته اكنون با كشفيات جديد دانشمندان وارد مرحله جديد و حساسي شده است. گروهي از محققان دانشگاه اوهايو دريافته‌اند آتشفشان‌ها در عصر يخ زمين نقش كليدي در تغيير و تحولات و نوسانات آن دوران زمين داشته‌اند. نوسانات آب و هوايي و جغرافيايي عمدتا با انقراض نسل‌هاي گسترده همراه بوده است. گمانه‌زني‌ها درباره آتشفشان‌ها و نقش آنها در دوره‌هاي مختلف زمين همواره براي دانشمندان جذاب بوده است. برخي حتي آنها را نخستين فاكتورهاي گرمايش زمين و دليل چنين ادعايي را انتشار مقادير قابل توجه گاز دي‌اكسيدكربن به اتمسفر زمين عنوان مي‌كنند. وقتي فعاليت عمده و هميشگي آتشفشان‌ها نيز به پايان رسيد، اوضاع جوي زمين با بي‌ثباتي گسترده همراه شد كه در نتيجه آن يخ‌هاي زمين شروع به آب شدن كردند. اين يافته جالب توجه، بار ديگر اهميت پرداختن به كربن در چرخه آب و هوايي امروز زمين را نشان مي‌دهد.
تا پيش از اين محققان دانشگاه اوهايو چنين نظريه‌اي را درخصوص عصر يخ زمين به پيدايش كوه‌هاي آپالاچ (در شرق آمريكاي شمالي) مرتبط كرده بودند. همزمان با اين‌كه صخره‌هاي اين كوه‌ها در معرض جريان‌هاي آب و هوايي قرار مي‌گرفتند، واكنش‌هاي شيميايي مخصوصي كربن را از اتمسفر زمين خارج مي‌كردند كه در نتيجه زمين با سرمايش كلي روبه‌رو شد و در نهايت حدود دوسوم تمام گونه‌هاي حياتي روي زمين نابود شدند. اما اين تنها نيمي از داستان مرموز 450 ميليون سال پيش و نقش تحولات آب و هوايي صورت گرفته در انقراض نسل‌هاي مختلف بوده است. اكنون محققان نيمه ديگر اين داستان را ارائه مي‌كنند. آتشفشان‌هاي غول‌پيكري كه در طول بسته شدن مراحل نخستين اقيانوس اطلس شكل گرفته بودند و به اقيانوس Iapetus شهرت داشته است مقدمات لازم براي پيدايش و بالا آمدن كوه‌هاي آپالاچ و عصر يخ كه به دنبال آن زمين را در برگرفته بود فراهم نموده بودند.
دكتر سالتزمان از دانشگاه اوهايو كه در را‡س اين پروژه تحقيقاتي قرار دارد، مي‌گويد: مدل‌هاي جديدي كه در نتيجه اين بررسي‌ها ترسيم كرده‌ايم نشان مي‌دهند آتشفشان‌هاي آتلانتيكي دقيقا در همان زماني مقادير قابل توجه كربن را روانه اتمسفر زمين مي‌كردند كه كوه‌هاي آپالاچ آنها را از اتمسفر زمين خارج مي‌كردند. وي اين‌گونه ادامه مي‌دهد: براي تقريبا 10 ميليون سال، اوضاع جوي زمين در بن‌بست عجيبي گرفتار شده بود. اما زماني كه فوران‌هاي آتشفشاني با توقف ناگهاني همراه شدند، سطوح كربني اتمسفر زمين به زير سطحي كاهش يافتند كه تا پيش از فعاليت‌هاي آتشفشاني وجود داشته است. در نتيجه دوران عصر يخ زمين آغاز شد.
اين نخستين يافته مستند علمي است كه نشان مي‌دهد كاهش در حجم كربن متصاعد شده از آتشفشان‌ها در تركيب با تداوم در معرض هوا قرار گرفتن كوه‌هاي آپالاچ موجب شكل‌گيري دوران مرموز زمين‌شناسي اوردوويشن (بخش دوم دوران پالئوزوئيك) و انقراض نسل مربوط به آن شده است.
اكنون و با تكيه بر چنين اطلاعاتي، دانشمندان تصور كلي از آنچه در اين فرآيند روي داده است را ترسيم مي‌كنند: 460 ميليون سال پيش و در دوران زمين‌شناسي اوردوويشن آتشفشان‌هاي حاشيه منطقه‌اي از جهان كه اكنون به آن اقيانوس اطلس گفته مي‌شود، مقادير عظيمي از دياكسيد كربن را راهي اتمسفر زمين مي‌كردند كه در نتيجه زمين به «خانه‌اي داغ» تبديل شده بود. در ادامه گدازه‌هاي آتشفشاني اين كوه‌هاي آتشفشاني با منطقه آمريكاي شمالي برخورد كرده كه اين برخورد عظيم به شكل‌گيري كوه‌هاي آپلاچ منجر مي‌شود.
باران‌هاي اسيدي كه غني از دياكسيد كربن بوده‌اند بر سطح صخره‌هاي تازه شكل گرفته كوه‌هاي آپالاچ برخورد كرده و آنها را از هم پاشيدند. از سوي ديگر واكنش‌هاي شيميايي نيز ذرات كربن را در رسوبات شكل گرفته به دام مي‌انداختند كه خود آبسنگ‌ها يا صخره‌هاي زير آبي را در سطح وسيعي از بستري تشكيل مي‌دادند كه سراسر آمريكاي شمالي را مي‌پوشاندند.
براي 10 ميليون سال كوه‌هاي آتشفشاني كاري جز افزودن كربن به اتمسفر زمين نداشته‌اند و اين در حالي بوده است كه كوه‌هاي آپالاچ آنها را از اتمسفر خارج مي‌كرده‌اند. بنابراين وضعيت «زمين داغ» براي مدت‌هاي بسيار طولاني حالتي پايدار داشته است. بتدريج حيات در اقيانوس‌هاي گرم شكل مي‌گيرد، حياتي كه از آن جمله مي‌توان به گونه‌هاي فراواني از تريلوبيت‌ها (رده Trilobita از بندپايان منقرض شده) و بازوپاها (از شاخه بازوپايان)Brachiopoda اشاره كرد.
در ادامه حدود 450 ميليون سال پيش فوران‌هاي آتشفشاني متوقف مي‌شود، اما كوه‌هاي آپالاچ همچنان در معرض اوضاع جوي و آب و هوايي زمين قرار دارند و نقش غيرقابل انكار خود در كاهش سطوح كربني اتمسفر را ادامه مي‌دهند. در نتيجه اين فرآيند زمين از وضعيت زمين داغ خارج و وارد مرحله عصر يخبندان مي‌شود. تا 445 ميليون سال پيش توده‌هاي يخ قطب جنوب زمين را در نوك ابرقاره Gondwana پوشانده بودند. (كه البته نهايتا ابرقاره Gondwana از هم پاشيده شده و قاره‌هاي نيم‌كره جنوبي زمين تشكيل مي‌شود.) در خلال اين دوران بوده است كه دوسوم از تمام گونه‌هاي زمين منقرض مي‌شوند.
البته تا پيش از آغاز اين تحقيقات، محققان دانشگاه اوهايو از اين نكته آگاه بوده‌اند كه آب و هواي زمين بايد در پايان دوران زمين‌شناسي اوردوويشن با تغييرات قابل توجهي روبه‌رو شده باشد، اما هيچ‌گاه دقيقا تصور نمي‌كردند آتشفشان‌ها نقش كليدي در اين ميان داشته‌اند. آنها حتي چنين تصور و پيش‌بيني قبلي را نيز نداشته‌اند اما زماني كه قطعات مختلف اين پازل گيج‌كننده در كنار يكديگر قرار گرفتند، چنين داستاني شكل گرفت.