Fotoğraf kredisi: NASA
İki gezgin Mars'ı su belirtileri ve yaşamın öncüleri için araştırırken, jeokimyacılar Dünya'nın eski okyanuslarının bugünkünden çok farklı olduğuna dair kanıtlar ortaya çıkardılar. Science dergisinin bu haftaki sayısında yayınlanan araştırma, Dünya'nın hayat veren okyanuslarının bugünkünden daha az oksijen içerdiğini ve daha önce düşünülenden bir milyar yıl daha fazla oksijenden yoksun olabileceğini gösteren yeni verilerden bahsediyor. Bu bulgular, karmaşık yaşamın ortaya çıktıktan milyarlarca yıl sonra neden neredeyse geliştiğini açıklamaya yardımcı olabilir.
Ulusal Bilim Vakfı (NSF) tarafından finanse edilen ve Rochester Üniversitesi'ne bağlı bilim adamları, okyanus oksijeninin küresel olarak nasıl değişebileceğini ortaya koyan yeni bir yönteme öncülük ettiler. Çoğu jeolog yaklaşık 2 milyar yıl öncesine kadar okyanuslarda neredeyse hiç oksijen çözünmediğine ve son yarım milyar yılın çoğunda oksijen bakımından zengin olduklarına katılıyor. Ancak aradaki dönem hakkında her zaman bir gizem olmuştur.
Jeokimyacılar, belirli alanlarda antik oksijen belirtilerini tespit etmek için yollar geliştirdiler, ancak Dünya'nın okyanuslarında bir bütün olarak değil. Ancak ekibin yöntemi, dünyadaki tüm okyanusların doğasını kavramak için tahmin edilebilir.
Rochester Üniversitesi'nde yer ve çevre bilimleri doktora öğrencisi olan ve araştırma makalesinin baş yazarı Gail Arnold, “Bu, küresel okyanusların o dönemde daha az oksijene sahip olduğunun en iyi doğrudan kanıtıdır” diyor.
NSF'nin yer bilimleri bölümü program direktörü Enriqueta Barrera, “Bu çalışma, bilim insanlarının okyanus ortamlarında küresel bozulmaları tespit etmelerine izin veren yeni bir yaklaşıma, molibden izotoplarının uygulanmasına dayanıyor. Bu izotoplar, jeolojik kayıtlarda zaman zaman anoksik okyanus koşullarını keşfetmek için yeni bir kapı açıyor. ”
Arnold, bir milyar yıl önce Kuzey Avustralya'dan okyanusun tabanındaki kayaları, kendisi ve yazarları Jane Barling ve Ariel Anbar tarafından geliştirilen yeni yöntemini kullanarak inceledi. Önceki araştırmacılar, birkaç metre kayaya inmiş ve kimyasal bileşimini test etmiş ve okyanuslar hakkında orijinal bilgileri güvenli bir şekilde koruduğunu doğrulamışlardı. Ekip üyeleri, yeni geliştirilen teknolojiyi kullandıkları bu kayaları laboratuvarlarına geri getirdiler - kayaların içindeki molibden izotoplarını incelemek için Çoklu Toplayıcı Endüktif Olarak Çiftleşmiş Plazma Kütle Spektrometresi çağırdı.
Molibden elementi nehir akışından okyanuslara girer, deniz suyunda çözülür ve yüz binlerce yıl boyunca çözünebilir. Bu kadar uzun süre çözeltide kalarak, molibden okyanuslar boyunca iyi karışır ve mükemmel bir küresel gösterge haline gelir. Daha sonra okyanuslardan deniz tabanındaki iki çeşit tortuya ayrılır: suların altında yatanlar, oksijen açısından zengin ve oksijen bakımından fakir olanlar.
Missouri Üniversitesi'nden Timothy Lyons ile birlikte çalışan Rochester ekibi, günümüzde oksijen bakımından fakir olan nadir yerler de dahil olmak üzere modern deniz tabanından örnekleri inceledi. Molibden izotoplarının tortulardaki kimyasal davranışlarının, üstteki sulardaki oksijen miktarına bağlı olarak farklı olduğunu öğrendiler. Sonuç olarak, küresel okyanuslardaki molibden izotopların kimyası, deniz suyunun oksijen bakımından fakir olmasına bağlıdır. Ayrıca bazı kaya türlerindeki molibdenlerin eski okyanuslar hakkında bu bilgiyi kaydettiğini de buldular. Modern örneklerle karşılaştırıldığında, Avustralya'dan gelen kayalarda molibden kimyası ölçümleri çok daha az oksijenli okyanuslara işaret etmektedir.
Soru ne kadar az oksijen. Anoksik okyanuslarla dolu bir dünyanın evrim için ciddi sonuçları olabilir. Bakteriler dışındaki tüm organizmaları oluşturan hücre türü ökaryotlar, jeolojik kayıtlarda 2.7 milyar yıl önce ortaya çıkar. Ancak, birçok hücrenin (bitki ve hayvanların ataları) ökaryotlar, okyanusların oksijen açısından zengin olduğu zamana kadar yarım milyar yıl öncesine kadar ortaya çıkmadı. Harvard Üniversitesi'nden paleontolog Andrew Knoll ile Anbar daha önce, daha karmaşık ökaryotların üretken bakteri kuzenleri gelişirken neden daha karmaşık ökaryotların zar zor yaşamak için anahtar olabileceği hipotezini ileri sürdü. Arnold’un çalışması bu hipotezi test etmek için önemli bir adımdır.
“Kendi gezegenimizin okyanuslarının tarihi hakkında çok az şey bildiğimiz dikkat çekici,” diyor Anbar. “Okyanuslarda oksijen olup olmadığı, cevaplamanın kolay olacağını düşündüğünüz basit bir kimyasal sorudur. Rock kaydından bilgi almanın ne kadar zor olduğunu ve kökenlerimiz hakkında daha fazla şey öğrenmemiz gerektiğini gösteriyor. ”
Antik geçmişte okyanuslarda ne kadar az oksijen olduğunu bulmak bir sonraki adımdır. Bilim adamları, ilk çalışmayı destekleyen ajanslar NSF ve NASA'nın sürekli desteği ile bu soruyu cevaplamak için molibden kimyasını incelemeye devam etmeyi planlıyorlar. Bilgi sadece kendi evrimimize ışık tutmakla kalmayacak, aynı zamanda Dünya'nın ötesindeki yaşamı ararken aramamız gereken koşulları anlamamıza da yardımcı olabilir.
Orijinal Kaynak: NSF Haber Bülteni
