Volkanik Aktivite Dünya'nın Oksijenleşme Sürecinin Anahtarı Olabilir!

Bilim insanları, Dünya atmosferinin yaklaşık 2,5 milyar yıldır oksijen bakımından zengin olduğuna inanıyor ve bu durumun fotosentez yapabilen mikroorganizmaların nispeten hızlı artışından kaynaklandığını düşünüyor. Tokyo Üniversitesi'nden araştırmacıların da yer aldığı bir ekip, bu sürecin önünü açan öncü oksijenlenme olaylarını veya kısa süreli oksijen artışlarını açıklayan bir mekanizma ortaya koyuyor.

Communications Earth & Environment dergisinde yayımlanan bulgular, volkanik aktivitenin oksijenlenmeyi hızlandıracak şekilde koşulları değiştirdiğini ve bu kısa süreli oksijen artışlarının da bu sürecin gerçekleştiğini gösteriyor.^[1]

Araştırmacılar bu değişimin, neyle tetiklendiğini anlamak için volkanik aktivitenin okyanuslara besin kaynağı sağlayarak mikrobiyal faaliyetleri artırması ve atmosferik kimyasal dengeleri kökten değiştirmesi gibi jeolojik ve biyolojik süreçler arasındaki etkileşimleri mercek altına alıyor.

Bilimsel konsensus, yaklaşık 2,5 milyar yıl önce Büyük Oksijenlenme Olayının gerçekleştiği ve bunun büyük olasılıkla elverişli koşullardan yararlanan, rekabetle karşılaşmayan mikroorganizmaların çoğalmasından kaynaklandığını söyler.

Bu mikroorganizmalar, karbondioksit bakımından zengin atmosferi oksijenli bir yapıya dönüştürdü ve ardından bu yeni oksijen bolluğundan faydalanan karmaşık yaşam formları ortaya çıktı. Ancak Büyük Oksijenlenme Olayı öncesinde, bu olayın başlaması için gerekli koşulların tam olarak ne zaman ve nasıl değiştiğine işaret edebilecek öncü oksijenlenme olayları olduğu anlaşıldı. Tokyo Üniversitesi Yer ve Gezegen Bilimi Bölümü'nden Profesör Eiichi Tajika, atmosferik oksijen evrimi ile mikroorganizma aktivitesi arasındaki ilişkiyi şu sözlerle açıklıyor:

Okyanuslardaki mikroorganizmaların faaliyeti, atmosferik oksijenin evriminde merkezi bir rol oynadı. Ancak bu durumun aniden atmosferik oksijenlenmeye yol açmayacağını düşünüyoruz. Zira o dönemde okyanuslardaki fosfat gibi besin maddelerinin sınırlı olması, fotosentez yapabilen bir bakteri grubu olan siyanobakterilerin aktivitesini kısıtlıyordu.

Okyanusları besinlerle zenginleştirmek için muhtemelen kıtaların büyümesi gibi büyük jeolojik olaylar ve çalışmamızda öne sürdüğümüz gibi, gerçekleştiğini bildiğimiz yoğun volkanik aktivite gerekiyordu.

Tüm Reklamları Kapat

Tajika ve ekibi, Dünya'nın jeolojik tarihinin geç Arkean döneminde (3,0–2,5 milyar yıl önce) meydana gelen biyolojik, jeolojik ve kimyasal değişimlerin temel yönlerini simüle etmek için sayısal bir model kullandı.

Yaptıkları çalışmada, büyük ölçekli volkanik aktivitenin atmosferdeki karbondioksiti artırarak iklimi ısıttığını, okyanuslara besin sağlanmasını hızlandırdığını ve bu sayede deniz yaşamının geçici olarak atmosferdeki oksijeni artırdığını buldular. Ancak oksijen artışı istikrarlı değildi, kısa süreli artışlar ile gerçekleşti. Misafir araştırma görevlisi Yasuto Watanabe, fotosentetik mikroorganizmaların evrimi ve geç Arkean modellemesine ilişkin şu açıklamaları yapıyor:

Kısa süreli oksijen artışlarını anlamak, fotosentetik mikroorganizmaların ortaya çıkış zamanlamasını belirlemek için kritik öneme sahip. Bu olaylar, jeolojik kayıtlardaki atmosferik oksijen seviyelerine duyarlı elementlerin konsantrasyonlarından çıkarılıyor.

En büyük zorluk, geç Arkean koşulları altında biyojeokimyasal döngülerin karmaşık ve dinamik davranışını simüle edebilecek bir sayısal model geliştirmekti. Volkanik olayların ardından bu dönemin Dünya sistemini modellemek için, farklı zamanlar ve amaçlarla kullanılan benzer modelleri temel aldık. Bileşenleri iyileştirerek ve birbirine entegre ederek, dinamik süreçleri başarıyla simüle ettik.