Dünya'nın Oksijen Zengini Atmosferi Tektonik Plakalara Bağlı Olabilir

Dünya'nın atmosferinin nasıl oksijen açısından zengin bir hale geldiği uzun zamandır bilim dünyasının en büyük sırlarından biriydi. Chengdu Teknoloji Üniversitesi'nden araştırmacıların yürüttüğü yeni bir çalışma, bu sürecin tektonik plakaların Dünya'nın derinliklerine dalma biçimindeki değişikliklerle yakından ilişkili olduğunu ortaya koydu.

Oksijen Seviyelerindeki Sıçramaların Sırrı

Bilim insanları oksijen artışına neyin sebep olduğu konusunda birçok teoriye sahip. Fotosentetik yaşamın oksijen üretmesi hikayenin sadece bir parçasıyken, katı Dünya'nın kimyası da kritik bir rol oynuyor. Yeni araştırma, tektonik plakaların Dünya'nın iç kısımlarına doğru kaybolduğu yitim (subduction) sürecindeki değişimlerin, atmosferdeki oksijen seviyelerindeki ani artışlarla zamanlama olarak örtüştüğünü gösteriyor.

Dünya zaman içinde yavaş yavaş soğudu ve bu durum jeolojik süreçlerin de evrimleşmesine neden oldu. Atmosferin oksijenlenmesi doğrusal bir süreç değildi; yaklaşık 2.4 ila 2.0 milyar yıl önce gerçekleşen Büyük Oksijenlenme Olayı ile başladı. Ardından, 800 ila 500 milyon yıl öncesine kadar durakladı ve 450 ila 250 milyon yıl önceki üçüncü bir artışla günümüzdeki seviyelere ulaştı.

Karbon ve Sülfürün Derinlere Yolculuğu

Araştırma ekibinin temel hipotezi, yitim sürecindeki değişikliklerin karbon ve sülfürün Dünya'nın derinliklerine ne kadar taşındığını kontrol ederek atmosferik oksijeni etkilediği yönünde. Manto daha sıcak olduğunda, oksijenle bağ kurmaya eğilimli olan karbon ve sülfür çok derinlere inemiyor. Sığ mantoya salınan bu elementler, volkanlar aracılığıyla hızla atmosfere dönerek serbest oksijen moleküllerini tüketiyor.

Buna karşılık, daha soğuk bir mantoya dalan tektonik plakalar sülfür ve karbonun daha fazlasını bünyesinde tutabiliyor. Araştırmacılar, yitim geçirmiş kayaların yüzeye döndüğü bölgelerdeki mineralleri inceleyerek geçmişteki sıcaklık ve basınç verilerini derledi. Veriler, atmosferik oksijenin arttığı dönemlerde daha düşük sıcaklıklı yitim süreçlerinin yaşandığını doğruluyor.

Süper Kıta Columbia ve Sıkıcı Milyar Yıl

Sürecin başlangıcının, Columbia adı verilen erken bir süper kıtanın oluşumuyla bağlantılı olduğu düşünülüyor. Deniz seviyesinin üzerindeki geniş kara parçalarından okyanuslara taşınan besinler, büyük miktarda fotosentetik siyanobakteriyi destekledi. Columbia'nın parçalanması ise daha düşük sıcaklıklı yitim süreçlerinin ilk işaretleriyle aynı döneme denk geliyor.

Bu parçalanma, sığ sularda biriken organik karbonun mantonun derinliklerine çekilmesini sağladı. Ardından jeolojide "Sıkıcı Milyar" (Boring Billion) olarak bilinen ve tektonik hareketlerin yavaşladığı durgun bir dönem yaşandı. Ancak bu dönemin ardından gelen yeni jeolojik hareketlilik, Dünya'yı bugün bildiğimiz yaşanabilir ve oksijen zengini gezegene dönüştürdü.