Uzay

Dünya Neredeyse Tüm Oksijeni Kaybetti ve 2,3 Milyar Yıl Önce Boğulabilirdi

0

Yeni bir araştırmaya göre, Dünya’nın oksijenli bir atmosfere kalıcı olarak ev sahipliği yapmaya geçişi, önceden inanılandan 100 milyon yıl daha uzun süren bir durma süreciydi.

Dünya 4,5 milyar yıl önce ilk oluştuğunda, atmosfer neredeyse hiç oksijen içermiyordu. Ancak 2.43 milyar yıl önce bir şey oldu: Oksijen seviyeleri yükselmeye başladı, sonra tüm dünyayı buzla kaplamış olabilecek birkaç buzullaşma da dahil olmak üzere büyük iklim değişiklikleri eşliğinde düşmeye başladı.

Bu çağda oluşan kayalara kilitlenmiş kimyasal imzalar, 2,32 milyar yıl önce oksijenin gezegenin atmosferinin kalıcı bir özelliği olduğunu öne sürmüştü.

Ancak 2.32 milyar yıl öncesinden sonraki dönemi araştıran yeni bir çalışma, oksijen seviyelerinin 2.22 milyar yıl öncesine kadar, gezegenin kalıcı bir devrilme noktasına ulaştığı zamana kadar hala ileri geri hareket ettiğini ortaya koyuyor.

Dergide yayınlanan bu yeni araştırma Doğa 29 Mart’ta bilim adamlarının Büyük Oksidasyon Olayı dediği olayın süresini 100 milyon yıl uzatıyor. Ayrıca oksijenasyon ve büyük iklim dalgalanmaları arasındaki bağlantıyı da doğrulayabilir.

İlgili: Dünya tuhaflığını 10 kez ortaya çıkardı

Riverside’daki California Üniversitesi’nde jeolog olan çalışmanın ortak yazarı Andrey Bekker, “Bu olayın karmaşıklığını ancak şimdi görmeye başlıyoruz” dedi.

Oksijen oluşturmak

Büyük Oksidasyon Olayında oluşan oksijen, fotosentez yoluyla enerji üreten bir tür deniz siyanobakterileri tarafından yapılmıştır. Fotosentezin ana yan ürünü oksijendir ve erken dönem siyanobakteriler sonunda gezegenin yüzünü sonsuza dek yeniden yapmak için yeterli oksijeni açığa çıkardı.

Bu değişimin imzası, deniz tortul kayaçlarında görülebilir. Oksijensiz bir atmosferde, bu kayaçlar belirli türlerde kükürt izotopları içerir. (İzotoplar, çekirdeklerinde değişen sayıda nötron bulunan elementlerdir.) Oksijen yükseldiğinde, bu kükürt izotopları kaybolur çünkü onu oluşturan kimyasal reaksiyonlar oksijen varlığında meydana gelmez.

Bekker ve meslektaşları uzun zamandır bu kükürt izotop sinyallerinin ortaya çıkması ve kaybolması üzerine çalıştılar. Onlar ve diğer araştırmacılar, atmosferdeki oksijenin yükseliş ve düşüşünün 2,5 milyar ila 2,2 milyar yıl önce meydana gelen üç küresel buzullaşmayı izlediğini fark ettiler. Ancak tuhaf bir şekilde, o dönemdeki dördüncü ve son buzullaşma, atmosferdeki oksijen seviyelerindeki dalgalanmalarla bağlantılı değildi.

Bekker, Live Science’a araştırmacıların şaşkın olduğunu söyledi. “Neden dört buzul olayımız var ve bunlardan üçü birbiriyle bağlantılı ve atmosferik oksijenin varyasyonlarıyla açıklanabilir, ancak dördüncüsü bağımsız duruyor?”

Araştırmacılar öğrenmek için Güney Afrika’dan daha genç kayaları inceledi. Bu deniz kayaları, üçüncü buzullaşmanın ardından yaklaşık 2,2 milyar yıl öncesine kadar Büyük Oksidasyon Olayının sonraki bölümünü kapsıyor.

Üçüncü buzullaşma olayından sonra, atmosferin önce oksijensiz olduğunu, ardından oksijenin yükseldiğini ve tekrar düştüğünü buldular. Oksijen 2,32 milyar yıl önce yeniden yükseldi – bilim adamlarının daha önce yükselişin kalıcı olduğunu düşündükleri nokta. Ancak daha genç kayalarda, Bekker ve meslektaşları yine oksijen seviyelerinde bir düşüş tespit ettiler. Bu düşüş, daha önce atmosferik değişikliklerle bağlantılı olmayan son buzullaşma ile aynı zamana denk geldi.

Bekker, “Bu erken dönemde atmosferik oksijen çok dengesizdi ve nispeten yüksek seviyelere çıktı ve çok düşük seviyelere düştü” dedi. “Bu, belki son 4 veya 5 yıla kadar beklemediğimiz bir şey [of research]. “

Siyanobakteriler ve yanardağlar

Araştırmacılar hala tüm bu dalgalanmalara neyin sebep olduğunu araştırıyorlar, ancak bazı fikirleri var. Anahtar faktörlerden biri, ısıyı tutmada karbondioksitten daha verimli olan bir sera gazı olan metandır.

Günümüzde metan, karbondioksite kıyasla küresel ısınmada küçük bir rol oynamaktadır, çünkü metan oksijenle reaksiyona girer ve yaklaşık on yıl içinde atmosferden kaybolurken, karbondioksit ise yüzlerce yıldır ortalıkta kalmaktadır. Ancak atmosferde oksijen çok az olduğunda veya hiç olmadığında, metan çok daha uzun süre dayandı ve daha önemli bir sera gazı görevi gördü.

Dolayısıyla, oksijenlenme ve iklim değişikliği dizisi muhtemelen şuna benzer: Siyanobakteriler, o sırada atmosferdeki metanla reaksiyona giren ve geride sadece karbondioksit bırakan oksijen üretmeye başladı.

Bu karbondioksit, kaybolan metanın ısınma etkisini telafi edecek kadar bol değildi, bu yüzden gezegen soğumaya başladı. Buzullar genişledi ve gezegenin yüzeyi buzlu ve soğuk hale geldi.

Gezegeni kalıcı bir derin dondurucudan kurtarmak buzul altı volkanlardı. Volkanik aktivite sonunda karbondioksit seviyelerini gezegeni tekrar ısıtacak kadar yükseltti. Siyanobakterilerin daha az güneş ışığı alması nedeniyle buzla kaplı okyanuslarda oksijen üretimi gecikirken, yanardağlardan ve mikroorganizmalardan metan tekrar atmosferde birikmeye başladı ve işleri daha da ısıttı.

Ancak volkanik karbondioksit seviyelerinin başka bir büyük etkisi oldu. Karbondioksit yağmur suyuyla reaksiyona girdiğinde, kayaları pH nötr yağmur suyundan daha hızlı çözen karbonik asit oluşturur. Kayaların bu daha hızlı ayrışması, okyanuslara fosfor gibi daha fazla besin maddesi getirir.

2 milyar yıldan daha uzun bir süre önce, böyle bir besin akışı, oksijen üreten deniz siyanobakterilerini üretken bir çılgınlığa sürükler, yine atmosferdeki oksijen seviyelerini yükseltir, metanı düşürür ve tüm döngüyü yeniden başlatırdı.

Sonunda, başka bir jeolojik değişim bu oksijenasyon-buzullaşma döngüsünü kırdı. Kaya rekoru, gömülen organik karbonda bir artışa işaret ettiğinde, bu model yaklaşık 2,2 milyar yıl önce sona ermiş gibi görünüyor, bu da fotosentetik organizmaların en parlak dönemini yaşadığını gösteriyor.

Bekker ve meslektaşları, bu devrilme noktasını tam olarak neyin tetiklediğini kimse bilmiyor, ancak Bekker ve meslektaşları, bu dönemdeki volkanik faaliyetin okyanuslara yeni bir besin akışı sağladığını ve sonunda siyanobakterilere gelişmek için ihtiyaç duydukları her şeyi verdiğini varsayıyor.

Bekker, bu noktada, oksijen seviyelerinin metanın iklim üzerindeki aşırı büyük etkisini kalıcı olarak bastıracak kadar yüksek olduğunu ve volkanik aktiviteden ve diğer kaynaklardan gelen karbondioksitin gezegeni sıcak tutmak için baskın sera gazı haline geldiğini söyledi.

Bekker, Batı Afrika, Kuzey Amerika, Brezilya, Rusya ve Ukrayna da dahil olmak üzere dünyada bu dönemden birçok başka rock dizisi olduğunu söyledi. Bu antik kayaların, oksijenasyonun erken döngülerinin nasıl çalıştığını ortaya çıkarmak için daha fazla çalışmaya ihtiyacı var, dedi, özellikle de iniş ve çıkışların gezegenin yaşamını nasıl etkilediğini anlamak için.

İlgili içerik:

Dünya hakkında 50 ilginç gerçek

Fotoğraf zaman çizelgesi: Dünya nasıl oluştu

Dünya’nın göz açıp kapayıncaya kadar değişmesinin 7 yolu

Bu makale ilk olarak Live Science tarafından yayınlandı. Orijinal makaleyi buradan okuyun.

.

Profesör

İlk İnsanlar Şaşırtıcı Şekilde Basit Beyinlere Sahipken Dik Yürüyordu

Previous article

Bilim Adamları Sonunda Tamamen Doğal Olan Mavi Bir Gıda Boyasını İzole Etti

Next article

You may also like

Comments

Comments are closed.

More in Uzay