Avustralyalı bilim insanları yaptıkları bir araştırmada depremlerin yeryüzündeki hayatı destekleyecek koşulları hızlandırıcı bir rol oynadığını buldular. Araştırma Depremler sayesinde dünyanın kabuğunun daha hızlı soğuduğunu ve bu kabukta yer alan fosfor elementinin suda çözünmesi ile de sudaki tek hücreli ve sonra da çok hücreli yaşamın oluştuğunu ve bunlarında oksijen patlamasına, okisijen patlamasının da yaşamın hızla çoğalıp gelişmesine etki ettğini ortaya koyuyor. Yani depremler olmasa yeryüzü ölü bir gezegen olacaktı.
Yeni bir çalışma, levha tektoniği (depremler) yoluyla Dünya’nın mantosundaki hızlı soğumanın ilk yaşam formlarının gelişiminde önemli bir rol oynadığını ve bunun da Dünya atmosferinin oksijenlenmesine yol açtığını öne sürüyor. Çalışma Earth and Planetary Science Letters dergisinde yayımlandı. Burada ana rolü fosfor oynadı.
Avustralya’daki Adelaide Üniversitesi ve Curtin Üniversitesi ile ABD’deki Riverside Kaliforniya Üniversitesi’nden bilim insanları Avustralya, Kanada, Yeni Zelanda, İsveç ve Amerika Birleşik Devletleri’ndeki jeolojik ve jeokimyasal veri havuzlarından magmatik kayaçlara ilişkin verileri toplayıp analiz etti. Daha sonra bu birikimin atmosferdeki oksijenle olan ilişkisine baktılar. Fosfor bildiğimiz yaşam için gereklidir. Fosfor ve oksijen içeren bileşikler olan fosfatlar, DNA ve RNA’nın omurgalarının yanı sıra hücrelerin zarlarının bir parçasıdır ve hücre büyümesini ve işlevini kontrol etmeye yardımcı olur.
Yerkabuğundaki fosfor seviyesinin zaman içinde nasıl arttığını bulmak için bilim insanları, Dünya’nın mantosu soğudukça kayanın nasıl oluştuğunu incelediler. Mantodan türetilen kayaların, mantonun uzun süreli soğumasının bir sonucu olarak bileşimi nasıl değiştirdiğini bulmak için modelleme yaptılar.
Elde ettikleri sonuçlar, Dünya tarihinin erken ve daha sıcak bir döneminde – dört ila 2,5 milyar yıl önceki Arkean dönemi – daha fazla miktarda erimiş manto olduğunu göstermektedir. Fosfor bu kayalarda çok seyreltik olmalıydı. Ancak zaman içinde Dünya, gezegenin daha soğuk olan dış kabuğunun sıcak mantonun içine geri çekildiği levha tektoniğinin başlamasının yardımıyla yeterince soğudu, Bu soğumayla birlikte, kısmi manto eriyikleri küçülmüştür.
Adelaide Üniversitesi’nde yerbilimci olan ve çalışmanın yazarlarından Dr. Grant Cox’un açıkladığı gibi, sonuç olarak, “fosfor küçük yüzdeli eriyiklerde yoğunlaşacaktır, bu nedenle manto soğudukça, çıkardığınız eriyik miktarı daha az olacaktır, ancak bu eriyik içinde daha yüksek fosfor konsantrasyonları olacaktır.”
Fosforun Dünya’nın Oksidasyonundaki Rolü
Fosfor yoğunlaşmış ve apatit adı verilen bir mineral halinde kristalleşerek soğumuş mantodan oluşan magmatik kayaların bir parçası haline gelmiştir. Sonunda, bu kayalar Dünya’nın yüzeyine ulaşmış ve kabuğun büyük bir bölümünü oluşturmuştur. Kabuktan elde edilen fosfor mineralleri göllerde, nehirlerde ve okyanuslarda suyla karıştığında, apatit fosfatlara dönüşerek ilkel yaşamın gelişimi ve beslenmesi için kullanılabilir hale geldi.
Bilim insanları, yerkabuğundaki elementlerin zaman içinde deniz suyuyla karıştığını tahmin ettiler. Biyo-esansiyel elementlerin yüksek seviyelerinin Dünya atmosferinin oksijenlenmesindeki büyük artışlara paralel olduğunu buldular: 2,4 milyar yıl önceki Büyük Oksidasyon Olayı (GOE) (Büyük Oksijenlenme Olayı, Oksijen Felaketi, Oksijen Devrimi, Oksijen Krizi veya Oksijen Holokostu olarak da adlandırılan Büyük Oksidasyon Olayı (GOE), Paleoproterozoik çağda Dünya’nın atmosferinde ve sığ okyanusta oksijen miktarında ilk kez bir artış yaşandığı bir zaman aralığıdır. ç.n)) ve 800 milyon yıl önceki Neoproterozoik Oksijen Olayı (İkinci Büyük Oksidasyon Olayı -ilki Paleoproterozoik dönemde meydana gelmişti- olarak da adlandırılan Neoproterozoik Oksijenlenme Olayı- NOE ç.n,) yaklaşık 850 ila 540 milyon yıl önce Dünya’nın atmosferindeki ve okyanuslarındaki oksijen seviyelerinde çok önemli bir artış görülen bir zaman aralığıydı.sonrasında oksijen seviyelerinin çok hücreli yaşamı destekleyecek kadar yüksek olduğu düşünüldü.
Bu reaksiyonların dört milyar yıllık bir süre boyunca atmosferdeki oksijen seviyelerini nasıl etkilediğini anlamak için bilim insanları magmatik kayalardaki kükürt ve demir miktarlarını ölçtüler ve ne kadar oksijenin reaksiyona girdiğini hesapladılar. Tüm bu olayları atmosferik oksijen seviyelerindeki değişikliklerle karşılaştırdılar. Bilim insanları, sülfür ve demirdeki azalmalar ile fosfordaki artışların Büyük Oksidasyon Olayı ve Neoproterozoik Oksijen Olayı ile paralel olduğunu buldular.
Bir Yaşam Patlaması
Tüm bu olaylar, Dünya’nın mantosunun soğumasının Dünya’nın kabuğundaki fosfor bakımından zengin kayaların artmasına yol açtığı bir senaryoyu desteklemektedir. Bu kayalar daha sonra okyanuslara karışmış ve fosfor içeren mineraller parçalanarak suya sızmıştır. Deniz suyundaki fosfor seviyeleri yeterince yüksek olduğunda, ilkel yaşam formları gelişti ve sayıları arttı, böylece çoğunun atmosfere ulaşmasına yetecek kadar oksijen üretebildiler. Bu süreç sonunda oksijen, çok hücreli yaşamı desteklemeye yetecek seviyelere ulaştı.
Avustralya’nın Melbourne kentindeki Monash Üniversitesi’nde jeolog olan Dr. Peter Cawood, Astrobiology Magazin’e şu yorumu yaptı: “Yaşam için bağımlı olduğumuz [oksijenin] nihai kökenini, yaklaşık üç milyar yıl önce 1.550 santigrat dereceden bugün yaklaşık 1.350 santigrat dereceye düştüğü düşünülen manto sıcaklığındaki yüzyıllar boyu süren düşüşlere borçlu olduğunu düşünmek ilgi çekicidir.”
Benzer bir senaryo olası bir öte-Dünya üzerinde de gerçekleşiyor olabilir mi? Kepler’in keşfettiği Dünya benzeri gezegenlerin sayısının artmasıyla birlikte, bunlardan herhangi biri yaşam destekleyebilir mi sağlayabilir mi? Cawood, bulgunun dış gezegenlerde aerobik yaşamın (yani oksijen açısından zengin bir ortamda evrimleşen yaşam) gelişimi açısından potansiyel olarak önemli olduğunu öne sürüyor.
Cawood, “Bu, gezegenin yüzeyindeki magmatik kayaların içindeki [fosforun] biyolojik olarak kullanılabilirliğini sağlamak için ayrışmaya uğraması koşuluyla sağlanır. Magmatik kayaçların fosfor içeriği, silis oranı düşük olan kayaçlarda [hızlı soğumayla oluşan kayaçlar] en yüksektir ve bu bileşimdeki kayaçlar Venüs ve Mars’ın kabuklarına ve muhtemelen dış gezegenlere de hakimdir.” diyor
Cox sözlerini şöyle tamamlıyor: “[Yükselen oksijen seviyeleri ile manto soğuması arasındaki] bu ilişkinin tüm karasal gezegenler için sonuçları vardır. Tüm gezegenler soğuyacaktır ve etkin levha tektoniği konveksiyonuna sahip olanlar daha hızlı soğuyacaktır. Bu soğumanın hızının, potansiyel olarak yaşanabilir herhangi bir gezegendeki biyolojik evrimin hızını ve modelini etkileyebileceği sonucuna varıyoruz.” (phys)
