Dünyadaki Oksijenin Bolluğu ve Bu Bolluğun Kaynağı

Antik kayalar atmosferimizin tarihini anlatıyor.

Donald E. Canfield'a sorarsanız, aldığımız her nefes hayret verici. Güney Dnaimarka Üniversitesi'nde jeo-kimyager olarak görev yapan Canfield, "İnsanlar oksijeni hak olarak görüyorlar, çünkü oksijen her yerde ve onu sürekli soluyoruz. Oysaki her köşesinde oksijen bulunduğunu bildiğimiz tek bir gezegen var" diyor. Daha da hayret verici olan şey ise yeryüzünün, başlangıçta oksijensiz bir atmosfere sahip olması. Bizim gibi canlıların hayatta kalabilmesi için yeterli oksijen miktarına ulaşılması milyarlarca yıl almış. Ve bilim insanları halen yen keşifler yapıyor. Canfield ve meslektaşları son olarak, oksijenin tarihindeki en önemli dönemlerinin bazılarıyla ilgili ipuçları içeren iki çalışma yayınladı. Atmosferimizin jeoloji ve biyolojinin yaptığı çetrefilli bir dansın sonucu olduğu sonucuna ulaşıyorlar. Atmosferin çok eski zamanları üzerine çalışabilmek için jeokimyagerler kayalar üzerinde kalan kimyasal parmak izlerini inceliyor. Bazı kayalar sadece oksijenin varlığı halinde oluşabilecek moleküller içeriyor. Yeryüzündeki en yaşlı kayalara baktıklarında atmosferde hiç oksijen bulunmadığını görüyorlar. Araşt ırmaları , başlangıçta yeryüzündeki havanın ağırlıklı olarak karbondioksit, metan ve azottan ibaret olduğunu gösteriyor. Güneş ışığı bir miktar karbondioksit ve diğer moleküllerden oksijen atoma koparsa da oksijen atomu oluşur oluşmaz kayboluyordu. Bunun nedeni, oksijenin fazlasıyla dost canlısı bir element olması ve pek çok molekülle bağ kurması. Örneğin, kayalardaki demire tutunarak pas oluşturuyor. Diğer deyişle, gezegenimiz ilk zamanlarında dev bir oksijen vakumlayıcıydı. Bu durum yaklaşık 3 milyar yıl önce değişti. Nature dergisinin 26 Eylül tarihli sayısında Canfield ve meslektaşları, bu zaman dilimine ait kayalarda oksijenin izlerini yakaladıklarını duyurdular. O dönemde atmosferde, bugünkünün sadece on binde 3'ü kadar oksijen bulunduğunu tahmin ediyorlar. Bu keşifleri yeryüzünün kimyası için çok önemli bir değişiklik anlamına geliyor. Tek başına güneş ışığı bu kadar fazla oksijeni atmosfere sağlayamazdı . Bunu sadece hayat yapabilirdi. Bazı mikroplar fotosentez yeteneğini geliştirecek şekilde evrildi . Okyanusun yüzeyinde ası l ı ka larak güneş ışığından gelen enerjiyi karbondioksit ve su ile büyüyebilecek şekilde kullandılar. Oksijeni ise atık olarak dışarı verdiler. Fotosentez yapan mikroplarca salınan oksijenin büyük kısmı ise atmosferden kayalara geçti. Ancak bu oksijenin çok küçük bir kısmı arttı çünkü ölü mikroplardan kalan organik maddelerin bir kısmı okyanusun yüzeyinden diplere çöktü. Oksijen de burada tepkimeye giremedi. Oksijen bu nedenle havada kaldı. Takip eden birkaç yüz milyon yıl boyunca oksijen oldukça az bulundu. Ancak bu süre boyunca kayaların emme gücü de zayıfladı. Gezegen soğuyordu, dolayısıyla volkanlar atmosferdeki oksijeni emebilecek hidrojeni daha az fışkırtıyordu. Yeni kitabı "Oksijen: Dört Milyar Yıllık Tarih"te Canfield, bu zayıf vakumun jeo-kimyagerlerin 2.3 milyar yıl öncesinden kalan kayalarda gördükleri oksijenin aniden arttırdığını anlatıyor. Canfield ayrıca Ulusal Bilimler Akademisi Dergisi'ndeki son yazısında dünyadaki oksijen miktarının bir dönem, okyanusun 300 metre derinliğine nüfuz edecek kadar artığını söylüyor. Canfield, oksijenin neredeyse bugünkü kadar bol bulunduğu bir noktaya, en azından bir süre için, gelinmiş olabileceğini söylüyor. Ancak bu bolluk, kendi kıtlığını da beraberinde getirdi. Mikroplar denizin dibine doğru akın ettiler ve karbon açısından zengin kayalar oluştu. Daha sonra, kayalar kara parçalarını oluşturmak üzere yükseldi ve burada oksijenle buluştular ve atmosferdeki oksijen oranı bu nedenle azaldı. Hayat ve yeryüzü, geride kalan iki milyar yıl boyunca oksijenin kontrol düğmesini bir türlü rahat bırakmadı. Canfield, dünyanın çalkantılı tarihiyle daha fazla aşina oldukça geleceğinden emin olma noktasından giderek uzaklaşıyor. Canfield, "Her şey coğrafyanın aşırılıklarına bağımlı" diyor.