Bilim insanları, Dünya’nın atmosferinde oksijenin ilk kez 2 milyar yıldan fazla bir süre önce birikmeye başlamasının ardından gezegenin yaşanabilirliğini nasıl koruduğuna dair uzun süredir çözülmesi beklenen gizemlerin birine ışık tuttu. Çalışma, antik okyanus kimyasının yaşamı destekleyen koşulları nasıl sürdürdüğünü gösteren kanıtlar sunuyor.
Nature Communications’da yayımlanan çalışma, UC Riverside jeoloğu Andrey Bekker’ın da aralarında bulunduğu araştırmacılar tarafından yönetildi. Araştırmacılar, antik okyanus kimyasındaki değişimlerin, oksijen seviyeleri ilk kez yükseldikten sonra seviyeleri yüksek tutmaya yardımcı olan kendiliğinden süregelen bir döngü yarattığını tespit etti. Bu döngü, biyolik üretkenliği besleyen ve atmosferdeki oksijeni sürdürmeye yardımcı olan fosfor geri dönüşüne dayanıyordu.
Besin kaynaqlı bir oksijen geri bildirim döngüsü
Bilim insanları, oksijenin yaklaşık 2,3 milyar yıl önce Büyük Oksidasyon Olayı sırasında Dünya atmosferinin kalıcı bir parçası olduğuna uzun süredir sahipti. Daha az bilinen ise, oksijen seviyelerinin milyonlarca yıl boyunca giderek daha karmaşık yaşam biçimlerini destekleyecek kadar yüksek nasıl kaldığıydı.
“Canlılar fosforsuz büyüyemez veya düzgün işlev göremez,” dedi Bekker. “Okyanuslarda daha fazla fosfor kullanılabilir hale geldiğinde, daha fazla organik karbonun gömülmesine olanak tanıdı. Bu sürecin bir yan etkisi olarak atmosferine daha fazla oksijen salınmaya devam etti.”
Araştırmacılar, oksijen Dünya okyanuslarına girdikçe sülfat konsantrasyonlarının da arttığını tespit etti. Mikropler, organik maddeyi daha verimli bir şekilde parçalamak için bu sülfatı kullandı ve fosforu deniz suyuna geri saldı; buradan yeni biyolojik büyümeyi besledi. Daha fazla yaşam, daha fazla organik karbonun gömülmesine olanak tanıdı ve atmosferde ek oksijen birikmesini sağlayarak döngüyü pekiştirdi.
Kaya kimyası, kullanılabilir fosforu ortaya çıkarıyor
Bu görüşü test etmek için Bekker ve işbirlikçileri, fosforun bağlı olduğu mineral türlerine göre ayrıştıran yeni bir tekniği kullanarak Güney Afrika’dan gelen antik kayaları inceledi. Her mineral türünü sırayla çözerek bu teknik, araştırmacılara fosforun biyolojik işlevler için kullanılabilir olup olmadığını yoksa canlı sistemler için kullanılamaz hale getiren mineralere bağlı olup olmadığını gösteriyor.
Şimdiye kadar bilim insanları kayalarda korunan toplam fosfor miktarını ölçebiliyordu; ancak bu, antik okyanuslarda gerçekte yaşamı destekleyecek kadar ne kadar fosforun kullanılabilir olduğu konusunda belirlemek zorlaşıyordu.
“Artık organizmalar için kullanılabilir olan fosforu, temelde kilitli kalan fosfordan ayırabiliyoruz,” dedi Bekker. “Bu, bizden öncekinden çok daha net bir şekilde antik okyanuslardaki besin seviyelerinin resmini çiziyor.”
Oksijen salınımları ve erken yaşam
Bulgular, oksijen seviyelerinin Büyük Oksidasyon Olayı’ndan sonra bilim insanlarının eskiden inandığından daha dramatik şekilde değiştiğini öne sürüyor. Bu salınımlar, onlarca milyon yıl boyunca okyanus kimyasını yeniden şekillendirmiş ve besinlerin çevredeki dolaşımını etkilemiş olabilir.
Araştırma, erken yaşamın evrimi hakkındaki fikirleri de yeniden şekillendirebilir. Oksijen uzun süreler boyunca bol kaldıysa, Bekker’e göre, oksijenden metabolizmaları için bağımlı olan daha karmaşık organizmaların ortaya çıkışını yavaşlatan şey, ciddi derecede sınırlı bir oksijen miktarından çok başka çevresel veya biyolojik faktörler olmuş olabilir.
Günümüz okyanusları ve gezegenler ötesinde yaşam
Günümüzde iklim değişikliği, okyanusun bazı kısımlarının oksijeni kaybetmesine yol açıyor. Bu eğilim devam ederse, fosfor yeniden daha az kullanılabilir hale gelebilir; bu da deniz üretkenliğini azaltır ve deniz ekosistemlerini daha az dirençli kılar.
Bu çalışma, Dünya dışındaki yaşam arayışına da yardımcı olabilir. Gezegenimizde oksijenin, besinlerin ve yaşamın birlikte evrimleşmesini anlamak, bilim insanlarına evrenin başka yerlerindeki okyanus taşıyan gezegenlerde benzer koşulları tanımlamalarına yardımcı olabilir.
“Dünya’nın geçmişi, oksijenin, besinlerin ve yaşamın birlikte evrimleştiğini gösteriyor. Bu bağlantıları anlamak, bize kendi gezegenimizin geleceğine ve diğer gezegenlerde ne arayabileceğimize daha incelikli bir bakış açısı veriyor.”
Andrey Bekker, UC Riverside jeoloğu
Araştırma, Lewis J. Alcott ve arkadaşları tarafından “A nutrient control on oxygenation dynamics during Earth’s Great Oxidation Episode” başlıklı makalede, Nature Communications (2026) dergisinde yayımlanmıştır. Makalenin DOI numarası 10.1038/s41467-026-76597-y’dir.
1 yorum
Fikrinizi bir kaynak, soru veya yapıcı karşı görüşle geliştirin.