Dünya bilim adamları, Dünya’nın tarihini araştırırken genellikle büyük zorluklarla karşılaşırlar: uzun zaman önce birçok önemli olay meydana geldi ve çok az doğrudan kanıt var. Sonuç olarak, araştırmacılar genellikle dolaylı ipuçlarına veya bilgisayar modellerine güvenmek zorundadır.
Bununla birlikte, ETH Profesörü Jordon Hemingway liderliğindeki bir ekip, şimdi bu döneme benzersiz bir doğal tanık keşfetti: primordial okyanustaki karbon rezervlerini doğrudan ölçmek için kullanılabilecek küçük yumurta şeklindeki demir oksit taşları.
Dışarıda bakıldığında, kum tanelerine benziyorlar, ancak oluşumları açısından, bu sözde ooidler daha çok kartopu gibidir: Deniz tabanından dalgalar tarafından itilirken katmanlara göre büyürler. Bu süreçte, organik karbon molekülleri onlara yapışır ve kristal yapının bir parçası haline gelir.
Bu safsızlıkları inceleyen Hemingway’in ekibi, 1,65 milyar yıla kadar denizde organik karbon arzını geri çekmeyi başardı.
Dergide DoğaAraştırmacılar, 1.000 ila 541 milyon yıl önce, bu mağazanın daha önce varsayıldığından çok daha düşük olduğunu gösteriyor. Bu bulgular, o zamanın önemli jeokimyasal ve biyolojik olaylarının ortak açıklamalarını çürütür ve Dünya tarihine yeni bir ışık verir.
Hayatın yapı taşlarının rezervuarı olarak okyanus
Karbon okyanuslara nasıl giriyor? Bir yandan karbondioksit (CO2) havadan deniz suyuna çözülür ve uzun süre tutulduğu süreçleri ve okyanus akımlarını karıştırarak derinliklere taşınır.
Öte yandan, organik karbon fitoplankton veya belirli bakteriler gibi fotosentetik organizmalar tarafından üretilir. Güneş ışığının ve co’nun enerjisini kullanmak2bu mikroskobik organizmalar organik karbon bileşikleri üretir.
Organizmalar öldüğünde, deniz karı olarak yavaşça deniz tabanına doğru batarlar. Yol boyunca organizmalar tarafından yenilmeden deniz tabanına ulaşırsa, karbon milyonlarca yıl boyunca deniz tabanında saklanır.
Ancak karbon bileşenleri kaynağı sağlayan sadece fitoplankton değildir. Yaşamın yapı taşları da yeniden kullanılır: Mikroorganizmalar dışkı ve ölü organizmaları ayrıştırır, böylece yapı taşlarını tekrar serbest bırakır. Bu moleküller, okyanusta serbestçe sürüklenen çözünmüş organik karbon olarak bilinen şeyi oluşturur: aslında ‘deniz yaşamına inşa edilenden 200 kat daha fazla karbon içeren büyük bir yapı taşları rezervuarı.
Oksijen devrimi her şeyi değiştirdi
Okyanus sedimanter kayaçlarındaki anormalliklere dayanarak, araştırmacılar bu yapı bloğu rezervuarının 1.000 ila 541 milyon yıl önce özellikle hacimli olması gerektiğini varsaydılar.
Uzun bir süre, bu varsayım, buz yaşlarının ve karmaşık yaşamın aynı zamanda nasıl ortaya çıktığını açıklamak için temel oluşturdu. Yaşam yapı taşlarının fotosentetik üretimi, atmosferin gelişimi ve daha karmaşık yaşam formları ile yakından bağlantılıdır. Sadece fotosentez yoluyla oksijen atmosferde birikmeye başladı.
Oksijen felaketleri olarak referans edilen iki dalgada oksijen içeriği mevcut%21 seviyesine yükseldi. Her iki olaya da buzullardaki tüm gezegeni kaplayan aşırı buz çağları eşlik etti.
Bununla birlikte, yaşam yeni icatlarla tamir etmeye devam etti: 2.4 ila 2.1 milyar yıl önce ilk oksijen felaketi sırasında organizmalar oksijen yardımıyla yiyecekleri enerjiye dönüştüren bir metabolizma geliştirdi. Enerji üretmenin son derece verimli bir yolu, daha karmaşık yaşam formlarının geliştirilmesini sağladı.
Karbon içeriği varsayılandan çok daha düşük
Hemingway’in ekibi jeokimyasal ve biyolojik gelişmeler arasındaki bu bağlantıları izliyor. Araştırmacılar, Ooids’teki karbon partiküllerine dayanarak, o zamanda Deniz Yapı Bankası mağazasının boyutunu doğrudan belirlemelerini sağlayan yeni bir yöntem geliştirdiler.
Hemingway, “Sonuçlarımız önceki tüm varsayımlarla çelişiyor.” ETH araştırmacıları tarafından alınan ölçümlere göre, 1000 ila 541 milyon yıl önce, okyanus daha fazla değil, aslında bugün olduğundan daha fazla 90 ila 99 daha az çözünmüş organik karbon içeriyordu. Sadece ikinci oksijen felaketinden sonra değerler mevcut 660 milyar metrik ton karbon seviyesine yükseldi.
Baş yazar Nir Galili, “Buz çağları, karmaşık yaşam ve oksijen artışının ilişkili olduğu konusunda yeni açıklamalara ihtiyacımız var.” Diyor. O sırada daha büyük organizmaların ortaya çıkmasıyla karbon mağazasının büyük büzülmesini açıklıyor: tek hücreli ve erken çok hücreli organizmalar ölümden sonra daha hızlı battı ve böylece deniz kar yağışı arttırdı.
Bununla birlikte, karbon parçacıkları okyanusun daha derin katmanlarında geri dönüştürülmemiştir, çünkü orada çok az oksijen vardı. Deniz tabanına yerleştiler ve çözünmüş organik karbon rezervuarının keskin bir şekilde azalmasına neden oldular. Sadece derin denizde oksijen biriktiğinde karbon rezervuarı mevcut hacmine geri döndü.
İlkel Okyanusdan Günümüze
İncelenen süreler uzun süredir geçmiş olsa da, araştırma bulguları gelecek için önemlidir. Yeryüzündeki yaşamın ve muhtemelen dış gezegenlerin nasıl geliştiği konusundaki görüşümüzü değiştiriyorlar. Aynı zamanda, Dünya’nın rahatsızlıklara nasıl tepki verdiğini anlamamıza yardımcı olurlar ve insanlar böyle bir rahatsızlıktır: insan faaliyetlerinin neden olduğu okyanusların ısınması ve kirliliği şu anda deniz oksijen seviyelerinde bir düşüşe yol açar.
Sonuç olarak, açıklanan olayların uzak gelecekte kendilerini tekrarlayabileceği göz ardı edilemez.
