Yaklaşık 2.4 milyar yıl önce, Dünya’nın atmosferinde önemli bir değişim başladı. Okyanuslardaki mikroskobik canlılar, siyanobakteriler, suyu parçalayan bir kimyasal reaksiyon gerçekleştirmeye başladılar ve atık olarak oksijen salınımı yapmaya başladılar. Uzun bir süre bu oksijen, üretildiği kadar hızla emildi. Ancak zamanla bu emme süreçleri doldu ve oksijen, denizlerde ve atmosferde birikmeye başladı. Bu gaz, o dönemde var olan çoğu yaşam formu için bir zehir niteliği taşıyordu.
Büyük Oksidasyon Olayı
Buna “Büyük Oksidasyon Olayı” veya diğer adıyla “oksijen felaketi” denir. Bu olay, Dünya tarihindeki ilk kitlesel yok oluş olarak tanımlanır; bir çarpma veya volkanik patlama ile değil, yaşamın kendi gezegenini değiştirmesiyle oluşmuştur. Oksijenin zehirleyici etkileri, kimya alanında iyi bir temele sahiptir. Ancak yok oluşun ölçeği, eksik ve güvenilir olmayan kanıtlara dayanan varsayımlardandır.
Hava Değişimini Nasıl Biliyoruz?
Bu olayın zamanlamasına dair en güçlü kanıtlar, fosillere değil, sülfüre dayanmaktadır. Yaklaşık 2.4 milyar yıldan daha eski kayalarda bulunan sülfür izotopları, oksijen olmayan bir atmosferde ultraviyole ışığın sülfür dioksit ile etkileşkide bulunması sonucunda oluşan bir deseni taşır. Bu imza, 2000 yılında James Farquhar ve ekibi tarafından Science dergisinde tanımlanmıştır. 2.4 milyar yıl öncesi itibarıyla bu izotop kayıtlardan kaybolmuş ve bu kaybolma, havada serbest oksijenin varlığını göstermek için en çok kullanılan işaret haline gelmiştir.
Bir diğer kanıt ise demirdir. Oksijen birikiminden önce, okyanuslar büyük miktarda çözünmüş demir içermekteydi. Oksijen yayılmaya başladıkça, bu demir reaksiyona girip tortu haline geldi ve bugün jeologların hâlâ maden olarak çıkardıkları bantlı demir oluşumlarını oluşturdu.
Oksijenin Zehirleyici Etkisi
Oksijen çok reaktiftir. Oksijensiz evrimleşen hücreler, günümüzde reaktif oksijen türleri olarak adlandırılan parçacıklar üretir. Bu parçacıklar, proteinlere, zarlarla ve genetik materyallere zarar verir. Erken Dünya’nın hâkim canlıları, bu zehirli gaz ile başa çıkacak savunma mekanizmalarına sahip değildi.
Oksijen birikimi arttıkça, anaerobik yaşamın büyük bir kısmı yok oldu. Bazı soylar yok olmadı, ancak okyanus tortullarına, derin suya ve oksijenin ulaşmadığı diğer alanlara çekildi. Bu organizmalar, anoksik sığınaklarda yaşamaya devam etmektedirler. Kriz yaratan mikroplar ise, komşuları için zehirli olan bu gazı üretmeye devam etti.
Soğuk Hava Etkisi
Bununla birlikte, bir diğer etkili faktör de soğuk hava koşullarıdır ve bu durum daha yıkıcı olabilirdi. Erken atmosfer metan açısından zengindi; bu da gezegeni, güneşin bugün olduğundan daha sönük olduğu bir dönemde sıcak tutmaya yardımcı oldu. Fakat oksijen, metanı yok eder. Oksijenin yükselmesiyle metan sera etkisi çöktü ve Dünya, Huron Buzul Çağı’na girdi. Bu, yaklaşık 2.4 ila 2.1 milyar yıl arasında yaşanan en uzun ve sert buzul çağlarından biriydi. Araştırmalar, oksijenik fotosentezin yayılmasının neredeyse küresel bir dondurmayı tetiklediğini öne sürdü. Bu bağlamda, havayı zehirleyen organizmalar, aynı zamanda yüzeyin soğumasına da katkıda bulunmuşlardır.
Kaydın Bize Söyledikleri
Yukarıdaki veriler, dikkatle ele alınması gereken popüler bir hikaye sunar. 2.4 milyar yıl önceki mikrobiyal yaşam, sonraki yok oluşların kurbanları gibi sayılabilecek kabuklu fosiller bırakmadı. Sonuç olarak, hangi soylara ait organizmaların kaybolduğunu anlamak zorlaştı. İlk kitlesel yok oluş kavramı bir yeniden inşa olarak ele alınmalıdır.
Oksijenin atmosferdeki mevcut seviyeleri, o zamanlar çok daha düşüktü ve bu yükseliş yavaş ve düzenli olmaktan çok uzaktı. Yani, atmosferdeki değişim uzun bir süreye yayıldı. Ancak sonuçları açıktır: gezegenin kimyası değişti ve bu yeni koşullarda hayatta kalamayan birçok canlı türü yok oldu.
Bugün yaşayamadığımız bir gaz, o dönemki yaşamları sona erdirmişti. Kendi soğuk hatlarımız, oksijeni sadece hayatta kalmakla kalmayıp, aynı zamanda karmaşık yaşam formları için büyük bir enerji kaynağına dönüştüren organizmalardan geçmektedir. Bu dönüşümün ne zaman gerçekleştiği ve bu süreçte ne kadar yaşam kaybedildiği, hâlâ araştırmalarla belirlenmeye çalışılmaktadır.
