Güney Afrika'daki Paleoproterozoik kayalarda izotop oranlarının incelenmesi sonucunda elde edilen yeni veriler, oksijenin Dünya atmosferinin kalıcı bir bileşeni haline gelmesinin tam 2.22 milyar yıl önce, tahmin edilenden 100 milyon yıl daha sonra gerçekleştiğini ortaya çıkardı. 

Araştırma sonuçları saygın İngiliz bilim dergisi Nature'da yayınlandı.

Başlangıçta Dünya atmosferinin beyaz anoksik [oksijen yoksunu] olduğuna ve yaklaşık 2.43-2.45 milyar yıl önce oksijenle önemli ölçüde zenginleştiğine inanılıyor. 

Bilim insanlarının ‘oksijen devrimi’ dedikleri bu olay, dünyadaki yaşamın bildiğimiz haliyle gelişmesini mümkün kılmıştır.

2,5 milyar ila 1,6 milyar yıl arasında geçmişe sahip Güney Afrika'daki deniz tortul kayaları incelendi

Amerika Birleşik Devletleri, İngiltere ve Danimarka'dan araştırmacılar, Dünya’nın oluşum yıllarından Paleoproterozoik döneme kadar uzanan aşamaları takip etmek için 2,5 milyar yıl ila 1,6 milyar arasında geçmişe sahip Güney Afrika'daki deniz tortulu kayaçlarının [marin sedimanter] bileşimini analiz etti.

Güney Afrika'daki milyarlarca yıl geçmişe sahip deniz tortulu kayaçları...

Bilim insanları, sülfür, demir ve karbonun izotopik imzalarını kullanarak, o dönemin okyanusunda redoks koşullarındaki değişikliklerin resmini ayrıntılı olarak yeniden oluşturdular ve böylece antik atmosferdeki oksijen seviyelerini belirlediler.

Oksijende ani yükselişler buzullaşmaya neden oldu...

Dünya’nın oksijenle ilk zenginleşmesinin aslında yaklaşık 2,43 milyar yıl önce gerçekleştiği ortaya çıktı. Ancak daha sonra Dünya’da oksijen seviyeleri düştü ve ardından tekrar tekrar yükseldi. Nihayetinde yaklaşık 2.22 milyar yıl önce oksijen Dünya atmosferinin kalıcı bir bileşeni haline geldi.

Araştırmanın yazarlarına göre, bu dalgalanmalar, erken Proterozoik dönemde ve jeolojik açıdan nispeten kısa bir süre içinde Dünya dört buzullaşma yaşanmasını ve buzullaşma sonucunda meydana gelen aşırı iklim değişikliklerini açıklıyor. Birkaç milyon yıl süren buzullaşma sırasında tüm gezegen tamamen buz ve karla kaplandı.

Uzmanlar bu durumu oksijen ve sera gazları olarak bilinen metan ve karbondioksit gibi gazların oranındaki ani değişikliklere bağlıyor. Sera gazlarının oranı ne kadar yüksek olursa, gezegendeki ısınmayla ilişkili sera etkisinin de o kadar güçlü olduğu bilinmektedir. Aksine, oksijene ani geçiş ise, keskin bir soğumaya ve bir sonraki buzul çağının başlamasına yol açar.

Araştırmacılar, sera gazlarının volkanlar nedeniyle artmış olabileceğini varsayıyor ve Dünya’nın ısınma dönemlerinin volkanizmanın aktif aşamalarıyla ilişkili olduğuna inanıyor. Yanardağlar sakinleştiğinde ise buzullaşmanın yeniden başladığı düşünülüyor.

Ekolojik istikrar öncesinde okijenin ani yükselişlerinde buzullaşma; metan ve karbondioksitin ani yükselişiyle sıcaklıklar artıyordu

Çalışmanın yazarlarından, California Üniversitesi Bilim ve Yer Bilimleri Bölümü'nden Andrey Bekker, "Bu çalışmaya başlamadan önce, oksijen atmosferin kalıcı bir bileşeni iken neden dört buzul olayının meydana geldiğini merak ettik" dedi. 

Bekker, “Oksijenin son yükselişinin aslında Paleoproterozoik dönemin dördüncü aşmasında, son buzullaşmadan sonra gerçekleştiğini ve ondan önce oksijende yükselme olmadığını gördük. Bizim anlayışımıza göre, bu; ana bilmecenin çözümüdür" dedi.

Bu nedenle bilim insanları, uzun bir ekolojik istikrar döneminin başladığı oksijen devriminin, önceden düşünülenden 200 milyon yıl sonra gerçekleştiğine inanıyor.

Karmaşık yaşam evrimleşmiş ve sonra yok olmuş olabilir

Bekker, önceleri "Oksijen seviyesi yükseldikten sonra bir daha asla düşük seviyelere dönmediğini düşünürdük" diyerek, “Şimdi ise, oksijenin çok düşük seviyelere inerek tereddüt ettiğini gördük ve bunun, yok olma olaylarını ve yaşamın evrimini anlamak açısından geniş kapsamlı sonuçları olabilir" yorumunu yaptı.

Makalenin baş yazarı Birleşik Krallık'taki Leeds Üniversitesi'nden biyojeokimyacı Simon Poulton, "Gezegenin yaşanabilirliğini etkileyen en önemli faktör olan atmosferik oksijenlenmenin nedenlerini ve sonuçlarını, atmosferde kalıcı oksijenlenmesinin gerçekte ne zaman gerçekleştiğini bilmediğimiz sürece anlayamayız" diyor.

Poulton’a göre "Bu çoklu dalgalanmaların nedenleri ile karmaşık yaşamın daha önce evrimleşip sonra bu koşulların bir sonucu olarak, tekrar yok olup olmadığı açık sorulardır.”

Kaynak: Nature