O, Her Yerde: Oksijen Neden Önemlidir?

Evren'de sayıca en sık bulunan dördüncü, kütlece en çok bulunan üçüncü element olan oksijen, gerçekten de günümüzde canlılık için "her şey" olan elementlerden birisidir. Bugün olmaksızın birkaç dakikadan uzun hayatta kalamadığımız gerçeğini düşündüğümüzde, bundan birkaç milyar yıl önce bu element gezegenimizi fotosentez sayesinde doldurmaya başladığında, canlılık tarihinin gördüğü en müthiş yok oluşa neden olduğunu öğrenmek şaşırtıcı gelebilir. Çünkü oksijen, aslında çok güçlü bağlar kurabilen bir elementtir ve oksijenli ortamda yaşamaya uygun şekilde evrimleşmemiş canlılar için kusursuz bir zehirdir. 

Gerçekten de, evrim tarihinin ilk kitlesel yok oluşlarından birisi, günümüzden 2.4 milyar yıl önce Büyük Oksitlenme Olayı olarak bilinen bir olay sonucu yaşanmıştır. Fotosentez, bu tarihten 200 milyon yıl kadar önce (günümüzden 2.6 milyar yıl kadar önce) evrimleşmeye başlaması sonucunda, atmosferde müthiş hızlı bir oksijen birikimi yaşanmıştır. Ancak dönemin canlılarının neredeyse tamamı anaerobik, yani oksijen toleransı bulunmayan, oksijensiz ortamlarda yaşayabilen canlılardı. İçlerinde sadece ufak bir kısım oksijene toleranslıydı (canlılık içerisindeki varyasyonları unutmayınız). Oksijenin bu hızlı birikimi, bu canlıların hepsini zehirlemeye ve öldürmeye başladı. Kısa sürece dönemin canlılarının atmosferle temas edebilen canlılarının büyük bir kısmı yok oldu. O dönemde gezegenimiz halen tek hücreli bakteriler tarafından donatıldığı için bildiğimiz anlamıyla "ardında kemikler ve bariz izler bırakan" bir yok oluş olmadı bu; ancak yine de sayısız türün sonunu getirdi. Bu canlılar arasından sürece ayak uydurabilen ve oksijene bir miktar toleranslı olanlar hayatta kaldı, seçildi ve çoğaldılar. Böylece öncelikle oksijen toleranslı canlıların popülasyonları genişledi, sonrasında ise artık atmosferi dolduran oksijene tamamen bağımlı canlılar evrimleşti. Bu evrimsel süreci kayaçlardaki izlerden ve minerallerden adım adım izlememiz mümkündür.

Büyük Oksijenlenme Olayı öncesinde, yani günümüzden 3.85 ila 2.45 milyar yıl önce arasında atmosfer içerisinde pratik olarak hiç oksijen bulunmamaktaydı. Bazı araştırmalar erken Dünya koşullarında %5'ten az olacak miktarda oksijen bulunduğu olasılığı üzerinde dursa da, bu hem kesinleşmiş bir bilgi değildir, hem de çok güçlü kanıtlara dayanmamaktadır. Bu nedenle, 2.4 milyar yıl öncesinde "pratik olarak" hiç oksijen yoktu diyebiliriz. 2.4 milyar yıl sonrasından kalma kayaçlara baktığımızda ise, bariz bir şekilde artan oksitlenme olayını görebilmekteyiz. Sadece 500 milyon yılda atmosferik oksijen oranları %5 dolaylarına çıktı. Bir süre sabit kaldıktan sonra, günümüzden 1 milyar yıl kadar önce tekrar hızlı bir tırmanış başladı. Günümüzden 500 milyon yıl kadar önce %19 seviyesine, 350 milyon yıl kadar önce %32 seviyesine ulaştı! Bu dönemden kalma canlılar bu sayede devasa boyutlara ulaşabilmeyi başardılar. Çünkü dokularını besleyebilecek bol miktarda oksijene erişimleri vardı. Ancak bu iri canlıların sayısının hızla artması ve ekolojik değişimlere bağlı olarak bu seviyeler inmeye başladı ve o gün bugündür azalma sürüyor. Şu anda atmosferimizdeki oksijen oranı %21 dolaylarındadır. 

Uzun lafın kısası oksijen, özellikle son 2 milyar yılda evrimleşmiş olan canlı türlerinin olmazsa olmazıdır. Oksijenli solunum, oksijensiz solunuma göre enerji verimliliği bakımından müthiş avantajlar sağlıyor olması, bu canlıların evrimsel süreçte öne çıkarak çoğalmalarını sağlamıştır. 

Oksijen, evren içerisinde de büyük öneme sahip, çok yaygın bir elementtir. Örneğin Samanyolu Galaksisi içerisinde Hidrojen ve Helyum'dan sonra en yaygın olarak bulunan element oksijendir. Güneş'in %1'ini oksijen elementi oluşturur. Kütlece suyun %89'u oksijendir. İnsan kütlesinin ise %66 civarının oksijen olduğu düşünülmektedir. Bu kadar önemli olması dolayısıyla 1961 senesine kadar periyodik cetvelde "standart element" olarak kullanılmıştır. Fakat bu unvanını 1961 senesinde, canlılığın olmazsa olmazlarından bir diğeri olan karbona kaptırmıştır.

Biz de böylesi bir elemente ufak bir şiir yazmak istedik. Aslında ASAPScience'ın Helyum ile ilgili şiirinden esinlendik; ancak dilimize Oksijen daha uygun olduğu için onu seçtik. Zaten içeriği pek fazla değişmiyor. Hatta şiirde bahsedilenlerin, Helyum'dan çok Oksijen'e uyduğunu söyleyebiliriz. 

Tüm Oksijen Atomları Bir Anda Yok Olsaydı Ne Olurdu?

Elbette ki bir atomun birdenbire yok olması mümkün değildir. Dahası, öyle bir şey olacak olsa karşılaşacağımız sıkıntıları ve olacak olayları öngörmek de çok kolay değildir. Örneğin, oksijen atomlarının bir anda yok olduğunu varsayalım. Açıkçası olacak ilk şey, hepimizin yok olacak olmasıdır. Zira vücudumuzun %65'i oksijen atomlarından oluşur. Haliyle, bunlar yok olacak olsa, biz de yok olurduk. Ancak diyelim ki bizim vücudumuz haricindeki oksijen atomları yok oldu... 

Bunun çok fazla sayıda sonucu olurdu. Ancak en bariz 4 değişim, şu şekildedir:

• Tıpkı sizin vücudunuzun dağılacak olması gibi, gezegenimizin de kabuğu parçalanırdı. Çünkü Dünya'nın kabuğunun %45'i oksijen atomlarından oluşmaktadır.
• Hepimizin kulak zarı patlardı. Çünkü soluduğumuz havanın %21'ini oksijen oluşturmaktadır. Bu yok olacak olsaydı, dış basınç anında %21 oranında azalırdı. Bu da kulak zarınızın patlamasına ya da hasar görmesine neden olurdu.
• Güneş ışığına doğrudan temas eden herkes anında yanardı. Çünkü atmosferdeki moleküler oksijen, Güneş'ten gelen zararlı morötesi ışınlara karşı derimizi korumaktadır. Oksijen bir anda ortadan kalkacak olsaydı, derimiz ciddi sıkıntılarla karşı karşıya kalırdı.
• Okyanuslar buharlaşır ve yok olurdu. Çünkü var olan tüm su moleküllerinin 3'te 1'i oksijen atomlarından oluşmaktadır. Bunlardan oksijeni bir anda alacak olursanız, hidrojen kendi başına kalacaktır. Moleküler hidrojen, havadan daha az yoğun olacağı için önce atmosferin üst troposfer tabakasına, sonra da uzaya kaçacaktır.

Elbette ki periyodik cetveldeki hangi elementi seçerseniz seçin, hele ki hidrojen, oksijen, azot, karbon gibi "temel elementlerden" hangisini seçerseniz seçin, bir anda ortadan yok olması değişen düzeylerde yıkıcı sonuçlar doğuracaktır. Çünkü nasıl ki hiçbir şey yoktan, birdenbire var olmadıysa, hiçbir şey de vardan, birdenbire yok olamaz. Evren'deki her süreç, kendisinden önce gelen süreçlere bağlıdır. Süreçler genellikle çeşitli ölçeklerde yumuşak ve kademelidir. Dolayısıyla sürecin bir basamağını birdenbire ortadan kaldırmak, elbette ki yıkıcı olacaktır. 

Yani bu durum, oksijene özgü değildir.