Okyanusun Dibinde Keşfedilen Gizemli ‘Karanlık Oksijen’: Yaşamın Kökeni Yeniden Mi Yazılıyor?
Dünya’nın okyanus tabanlarının karanlık derinliklerinde sessizce ilerleyen kendiliğinden gelişen bir kimyasal reaksiyon, yaşamın müdahalesi olmaksızın göze batmadan oksijen üretiyor.
Bu beklenmedik keşif, nefes almak için ihtiyaç duyduğumuz oksijeni üretmek için fotosentez yapan organizmalara ihtiyaç duyulduğuna dair uzun süredir devam eden fikir birliğini altüst ediyor.
İskoçya Deniz Bilimleri Derneği’nden (SAMS) biyojeokimyacı Andrew Sweetman ve meslektaşları, derin deniz madenciliğinin etkilerini değerlendirmek üzere deniz tabanındaki oksijen seviyelerini ölçerken bu şaşırtıcı bulguya ulaştı.
Araştırmada yer almayan SAMS deniz bilimcisi Nicholas Owens, “Fotosentetik olmayan bir süreçle oksijen üretiminin keşfi, gezegendeki karmaşık yaşamın evriminin nasıl ortaya çıkmış olabileceğini yeniden düşünmemizi gerektiriyor” diyor.
“Bence bu, okyanus biliminde son zamanlarda elde edilen en heyecan verici bulgulardan biri.”
Pasifik Okyanusu’nun ortasında, siyah, yuvarlak kayalar zemini kaplıyor. Bilim adamlarının ölçümlerine göre burada, 4.000 metreden (13.000 feet) fazla derinliklerde oksijen seviyeleri yavaş ama emin adımlarla artmaya devam ediyor.
“Bu verileri ilk aldığımızda sensörlerin arızalı olduğunu düşündük, çünkü derin denizde şimdiye kadar yapılan her çalışmada oksijenin üretilmek yerine tüketildiği görüldü. Eve gelip sensörleri yeniden kalibre ediyorduk ama 10 yıl boyunca bu garip oksijen değerleri ortaya çıkmaya devam etti,” diye açıklıyor Sweetman.
“Kullandığımız optode sensörlerden farklı çalışan bir yedek yöntem kullanmaya karar verdik ve her iki yöntem de aynı sonucu verdiğinde çığır açan ve daha önce düşünülmemiş bir şey bulduğumuzu anladık.”
Gizemi araştırmak için araştırmacılar, laboratuvardaki bu ‘karanlık oksijen’ üretiminin kaynağı olup olmadıklarını görmek için nodül kayalarından bazılarını topladılar.
Bu nodüllerin dağılımları okyanus tabanının geniş alanlarını kaplar. Bunlar kobalt, manganez ve nikel gibi nadir toprak metallerinin polimetalik bir karışım halinde bir araya getirilmiş doğal yataklarıdır.
Bu metallere pillerde kullanıldıkları için değer veriyoruz ve kayaların okyanus tabanında tam olarak bu şekilde kendiliğinden hareket ediyor olabileceği ortaya çıktı.
Araştırmacılar tekli polimetalik nodüllerin 0,95 V’a kadar voltaj ürettiğini buldular. Bu nedenle, bir serideki piller gibi bir araya getirildiklerinde, bir elektroliz reaksiyonunda oksijeni sudan ayırmak için gereken 1,5 V’a kolayca ulaşabilirler.
Northwestern Üniversitesi’nden kimyager Franz Geiger, “Görünüşe göre doğal bir ‘jeo-pil’ keşfettik,” diyor. “Bu jeo-piller, okyanusun karanlık oksijen üretiminin olası bir açıklamasının temelini oluşturuyor.”
Polimetalik nodüller tarafından oksijen üretiminin ölçeği gibi araştırılması gereken çok şey olsa da, bu keşif derin deniz madenciliği sona erdikten onlarca yıl sonra okyanus ‘ölü bölgelerinin’ gizemli inatçı kalıcılığı için olası bir açıklama sunuyor.
“2016 ve 2017’de deniz biyologları 1980’lerde mayın çıkarılan bölgeleri ziyaret etti ve mayınlı bölgelerde bakterilerin bile iyileşmediğini gördü. Ancak mayınlı olmayan bölgelerde deniz yaşamı gelişti,” diye açıklıyor Geiger.
“Bu tür ‘ölü bölgelerin’ neden on yıllar boyunca devam ettiği hala bilinmiyor. Ancak nodül zengini bölgelerdeki okyanus tabanı faunal çeşitliliği en çeşitli tropikal yağmur ormanlarından daha fazla olduğu için bu durum deniz tabanı madenciliği stratejilerine büyük bir darbe vuruyor.”
Derin deniz madenciliğine yönelik bu büyük etkilerin yanı sıra, ‘karanlık oksijen’ aynı zamanda Dünya’da oksijen soluyan yaşamın kökenlerine ilişkin yeni sorulara da yol açıyor.
Antik mikrobiyal siyanobakteriler, milyarlarca yıl önce güneş ışığını enerji kaynağına dönüştüren fotosentezin bir atık ürünü olarak karmaşık yaşamın evrimi için gerekli oksijeni ilk kez sağladıkları için uzun zamandır tanınmaktadır.
Sweetman, “Artık ışığın olmadığı derin denizlerde de oksijen üretildiğini biliyoruz,” diyor.
“Bu nedenle şu gibi soruları tekrar gözden geçirmemiz gerektiğini düşünüyorum: Aerobik yaşam nerede başlamış olabilir?”
Derleyen: Deniz KAFKAS
Kaynak: Okyanusun Dibinde Keşfedilen Gizemli ‘Karanlık Oksijen’: Yaşamın Kökeni Yeniden Mi Yazılıyor?