Yer kürəsinin tarixinin bir neçə əsas məqamı biz insanlara “Buraya necə gəldik?” sualına cavab verməyə kömək edir. Bu anlar “hara gedirik?” sualına da işıq salır. və elm adamlarına orqanizmlərin ətraf mühitdəki fiziki və kimyəvi dəyişikliklərə necə uyğunlaşdığına dair daha dərin fikirlər təklif edir.

Onların arasında Böyük Oksidləşmə Hadisəsi (GOE) kimi tanınan 2 milyard il əvvəl uzanan təkamül hadisəsi var. Bu, insanların və bir çox digər həyat formalarının sağ qalması üçün vacib olan fotosintez nəticəsində yaranan oksigenin atmosferdə əhəmiyyətli miqdarda toplanmasına ilk dəfə işarə etdi.

Əgər siz GOE-dən əvvəlki dövrə (2,4 milyard ildən çox əvvəl) səyahət etsəniz, siz əsasən anoksik (oksigensiz) mühitlə qarşılaşardınız. O zaman inkişaf edən orqanizmlər anaerob idi, yəni oksigen tələb etmirdilər və enerji yaratmaq üçün fermentasiya kimi proseslərə güvənirlər. Bu orqanizmlərin bəziləri bu gün də turşulu isti bulaqlar və hidrotermal ventilyasiya kimi ekstremal mühitlərdə mövcuddur.

GOE Yer səthinin tarixində ən dərin kimyəvi çevrilmələrdən birinə səbəb oldu. Bu , atmosfer oksigenindən effektiv şəkildə məhrum olan və mürəkkəb həyata əlverişsiz planetdən bu gün bildiyimiz biosferi dəstəkləyən oksigenli atmosferə malik planetə keçidi qeyd etdi .

Alimlər uzun müddətdir ki, atmosfer oksigenində baş verən əsas dəyişikliklərin vaxtını və səbəblərini dəqiq müəyyənləşdirməkdə maraqlıdırlar, çünki onlar insanların, o cümlədən insanların kompleks həyatın necə yarandığını anlamaq üçün əsasdır.

Bu kritik dövr haqqında anlayışımız hələ də formalaşmaqda olsa da, Sirakuza Universiteti və MİT-dən olan tədqiqatçılar qrupu GOE-nin vaxtı ilə bağlı ipuçlarını üzə çıxarmaq üçün Cənubi Afrikanın altından qədim qaya nüvələrini dərindən – sözün əsl mənasında – qazırlar. Onların işi artan oksigen səviyyələrinə cavab olaraq bioloji təkamül sürəti və eukariotların (hüceyrələrində membrana qapalı nüvəsi olan orqanizmlər) yaranmasına doğru uzun, mürəkkəb səyahətə dair yeni fikirlər təqdim edir.

Proceedings of the National Academy of Sciences jurnalında dərc olunan tədqiqata layihəni MIT-də doktoranturadan sonrakı əməkdaş kimi tamamlayan və kimyəvi analizlər üzrə Syracuse Universitetinin Yer elmləri professoru Kristofer Junium ilə əməkdaşlıq edən Ph.D. Benjamin Uveges rəhbərlik edib.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=8188791252&adk=1645945215&adf=2612643799&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1748583470&rafmt=1&armr=3&format=750×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-05-oxygenation-ocean-earlier-previously-thought.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM3LjAuNzE1MS41NSIsbnVsbCwwLG51bGwsIjY0IixbWyJHb29nbGUgQ2hyb21lIiwiMTM3LjAuNzE1MS41NSJdLFsiQ2hyb21pdW0iLCIxMzcuMC43MTUxLjU1Il0sWyJOb3QvQSlCcmFuZCIsIjI0LjAuMC4wIl1dLDBd&dt=1748583470320&bpp=1&bdt=167&idt=89&shv=r20250528&mjsv=m202505220101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1748583220%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1748583220%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3Dcdf7f2f01784f52d%3AT%3D1735196613%3ART%3D1748583220%3AS%3DAA-Afjb8kbeupLLyQ0QHQmZxpM4v&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=1085928981738&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=4&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=2401&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=95353387%2C95360390%2C95360812%2C95361620%2C95362174&oid=2&pvsid=8661221383455143&tmod=422077717&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=166

Cavablar qayaya gömülür

Vaxtında geriyə addım atmaq üçün tədqiqat qrupu Cənubi Afrikanın bir neçə yerindən toplanmış çöküntü qaya nüvələrini təhlil etdi. Bu yerlər diqqətlə seçilmişdir, çünki onların 2,2-2,5 milyard il əvvələ aid qayaları GOE sübutlarını qorumaq üçün ideal yaş aralığına düşür. Bu süxurlarda yerləşmiş sabit izotopik nisbətləri təhlil edərək, komanda daha çox oksigenlə zəngin şəraitin göstəricisi olan nitratın mövcudluğunu tələb edən okean prosesləri sübutunu aşkar etdi.

Qədim çöküntüləri təhlil etmək üçün Uveqes Syracuse Universitetində Yer və ətraf mühit elmləri üzrə dosent Junium ilə işləmişdir. Junium gələcək qlobal dəyişikliyi daha yaxşı başa düşmək üçün keçmiş mühitlərin necə inkişaf etdiyini öyrənməkdə ixtisaslaşmışdır. Onun ən müasir alətləri iz azot səviyyələrinin dəqiq oxunuşlarını əldə etmək üçün vacib idi.

“Bu tədqiqat üçün təhlil etdiyimiz süxurların tərkibində çox aşağı azot konsentrasiyası var idi, bu iş üçün istifadə edilən ənənəvi cihazlarla ölçmək üçün çox aşağı idi” dedi Uveges. “Kris dünyada adi minimumdan 100-1000 dəfə az azot olan nümunələrdə azot izotop nisbətlərini ölçə bilən bir neçə alətdən birini qurdu.”

Juniumun laboratoriyasında komanda, İzotop Nisbəti Kütləvi Spektrometr (IRMS) adlı alətdən istifadə edərək Cənubi Afrika qaya nümunələrindən azot izotop nisbətlərini təhlil etdi. Nümunələr əvvəlcə toz halına salındı, xüsusi komponentləri çıxarmaq üçün kimyəvi emaldan keçdi, sonra qaza çevrildi. Bu qaz ionlaşdırıldı (yüklü hissəciklərə çevrildi) və maqnit sahəsi vasitəsilə sürətləndirildi, bu da izotopları kütlələrinə görə ayırdı. IRMS daha sonra ¹⁵N-nin ¹⁴N nisbətini ölçdü ki, bu da keçmişdə azotun necə emal edildiyini aşkar edə bilər.

İzotop Nisbəti Kütləvi Spektrometrin vacib komponenti kriotrapping/kapilyar fokuslama moduludur. Məqalədə təqdim olunan azot izotop analizlərinin aparılmasında mühüm rol oynayan bu avadanlıq Juniumun Sirakuza Universitetindəki laboratoriyasında yerləşir.

Bəs bu proses keçmiş oksigen səviyyələrini necə aşkar edir? Mikroblar (mikroorqanizmlərin qısaltması) çöküntülərin qaya halına gəlməzdən əvvəl kimyəvi tərkibinə təsir edərək, azotun necə emal edildiyi və istifadə edildiyinə dair izotopik izlər buraxır. Zamanla ¹⁵N-dən ¹⁴N-yə dəyişiklikləri izləmək elm adamlarına Yerdəki ətraf mühitin, xüsusən də oksigen səviyyələrinin necə təkamül etdiyini anlamağa kömək edir.

Gündəlik anlayışlar üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosda ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz xəbər bülleteni üçün qeydiyyatdan keçin və mühüm nailiyyətlər, yeniliklər və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniləmələr əldə edin .Abunə ol

Oksigen qrafikinin yenidən yazılması

Uvegesin sözlərinə görə, ən təəccüblü tapıntı okeanın aerob azot dövranının vaxtının dəyişməsidir. Sübutlar göstərir ki, azot dövranı həll olunmuş oksigenə əvvəllər düşünüldüyündən təqribən 100 milyon il əvvəl həssas olub ki, bu da okeanda oksigenin yığılması ilə onun atmosferdə toplanması arasında əhəmiyyətli bir gecikmə olduğunu göstərir.

Junium qeyd edir ki, bu nəticələr azot dövranında kritik bir dönüş nöqtəsini qeyd edir, orqanizmlər azotu daha oksidləşmiş formada emal etmək üçün biokimyəvi mexanizmlərini yeniləməli olurlar ki, bu da onlar üçün udmaq və istifadə etmək daha çətindir.

Junium deyir: “Bütün bunlar, GOE-nin orqanizmlərin oksigen fotosintezin enerji qazanclarından faydalanmaq və onun əlavə məhsulu olan oksigenlə işləmək üçün tədricən uyğunlaşmaları arasında tarazlıq tapmalı olduğu uzunmüddətli sınaq olduğu barədə ortaya çıxan fikirlə uyğun gəlir”.

Fotosintez nəticəsində yaranan oksigen atmosferdə yığılmağa başladıqda, oksigendə bu artım bir çox anaerob orqanizmlərin məhvinə səbəb oldu və aerob tənəffüsün təkamülü üçün zəmin yaratdı – qlükozanı parçalamaq üçün oksigendən istifadə edən və əzələ hərəkəti kimi funksiyalar üçün lazım olan enerjini təmin edən bir proses, beyin fəaliyyəti və insan hüceyrələrində və digər heyvanlarda.

Uveqes deyir: “Yer tarixinin ilk iki milyard ili ərzində okeanlarda və ya atmosferdə çox az sərbəst oksigen var idi”. “Əksinə olaraq, bu gün oksigen atmosferimizin beşdə birini təşkil edir və tənəffüs üçün ondan asılı olduğunu bildiyimiz kimi mahiyyət etibarilə bütün mürəkkəb çoxhüceyrəli canlıdır. Beləliklə, müəyyən mənada oksigenin yüksəlişini və onun kimyəvi, geoloji və bioloji təsirlərini öyrənmək həqiqətən də planetin və həyatın indiki vəziyyətə gəlmək üçün birlikdə necə təkamül etdiyini öyrənməkdir.”

Onların tapıntıları, oksigen istehsal edən fotosintezin təkamülündən sonra Yerin səthi mühitlərinin nə vaxt oksigenlə zəngin olması ilə bağlı anlayışımızı yenidən formalaşdırır. Tədqiqat həmçinin elm adamlarına GOE-dən əvvəl və sonra müxtəlif həyat formalarının necə inkişaf etdiyini modelləşdirməyə kömək edə biləcək əsas biogeokimyəvi mərhələni müəyyən edir.

“Ümid edirəm ki, tapıntılarımız bu maraqlı dövrə dair daha çox araşdırmaya ilham verəcək” dedi Uveges. “Tədqiq etdiyimiz qaya nüvələrinə yeni geokimyəvi üsulları tətbiq etməklə biz GOE və onun Yerdəki həyata təsirinin daha ətraflı təsvirini yarada bilərik.”

Daha çox məlumat: Benjamin T. Uveges et al, Aerobik azot dövrü 100 My before daimi atmosfer oksigenləşməsi, Proceedings of the National Academy of Sciences (2025). DOI: 10.1073/pnas.2423481122

Jurnal məlumatı: Milli Elmlər Akademiyasının Materialları 

Syracuse Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir