تُظهر معظم الدراسات العلمية أن الأكسجين قد ازداد بسرعة منذ حوالي 2.4 مليار سنة ثم انخفض بشكل كبير على مدار الـ 200 عام التالية. يسمى هذا الحدث “حدث الأوكسجين العظيم” (GOE).
ولكن الآن ، تقدم دراسة دولية جديدة ، بقيادة فريق من الجيولوجيين من جامعة تسمانيا بالتعاون مع علماء من معهد كارنيجي في واشنطن وجامعة تورنتو ، نظريات بديلة.
يقول الباحثون إن أكسجة الغلاف الجوي هي عملية بطيئة حدثت بين 2.8 و 1.8 مليار سنة مضت وترتبط بتصادم الصفائح القارية خلال دورة القارة العظمى وتطور البكتيريا الزرقاء في المحيط.
وفقًا لهم ، ازداد الأكسجين الجوي على مدى مليار سنة ووصل إلى ذروته منذ حوالي 1.9 مليار سنة ، بالقرب من المستوى الحالي البالغ 21 في المائة. منذ ذلك الحين ، تم استنفاد الأكسجين خلال ما يسمى بفترة “المليار الممل”.
تظهر هذه الدراسة أن تطور المعادن في قشرة الأرض يرتبط بزيادة الأكسجين ، وذلك بسبب وجود أنواع جديدة من أنواع المعادن المؤكسدة ، والتي تتشكل فقط مع زيادة الأكسجين.
تستخدم هذه النظرية قياس الأكسدة والاختزال للمعادن في الصخور وقاع البحر المتكونة خلال الفترة الجيولوجية.
قال البروفيسور روس لارج ، الجيولوجي بجامعة تسمانيا: “تستند هذه النتائج إلى ثروة من البيانات من مجموعة واسعة من المعادن والنظائر”.
أنشأ باحثون من جامعة تسمانيا ومعهد كارنيجي وجامعة تورنتو قواعد بيانات واسعة حول التركيب الكيميائي لمجموعة كبيرة من المعادن ، بما في ذلك عشرات الآلاف من التحليلات على مدى السنوات الـ 15 الماضية.
قال البروفيسور لارج: “تستند العديد من الدراسات السابقة حول هذا الموضوع إلى تحليل محدود”.
ويقول إن الزيادة الأولى في الأكسجين كانت مصحوبة بانخفاض في ثاني أكسيد الكربون والميثان ، مما أدى إلى تهيئة المحيط والغلاف الجوي للحياة.
وقال إن “المحيطات القديمة كانت مليئة بالعناصر السامة مثل الزرنيخ والزئبق قبل 2.6 مليار سنة ولم تكن مناسبة للحياة كما نعرفها”. يُظهر بحثنا أن زيادة الأكسجين قد غير التركيب الكيميائي للمحيطات ، وقلل من العناصر السامة وجعل العناصر الغذائية الحيوية مثل الفوسفور والموليبدينوم والزنك أكثر توفرًا.
ويقول إن التغييرات الكبيرة هي نتيجة الانجراف القاري الأول المرتبط بدورة القارة العملاقة.
وأضاف البروفيسور لارج: “تسبب اصطدام الصفائح القارية وتكوين الجبال في تسرب المغذيات إلى المحيطات وتشكيل الحياة وإطلاق الأكسجين في الغلاف الجوي. أدت مرحلتان من تكوين الجبال إلى زيادة الأكسجين. حدثت المرحلة الأولى منذ حوالي 2.8 مليار سنة مع تكوين شبه القارة العملاقة كينورلاند ، وحدثت المرحلة الثانية منذ 2.1 مليار سنة مع تكوين شبه القارة العملاقة نونا.
بدأت دورة الأكسجين الثالثة منذ حوالي مليار سنة ، ومنذ ذلك الحين تقلصت مسافة الدورة من حوالي 200 مليون سنة إلى 60 مليون سنة. أظهرت الأبحاث السابقة في هذه المجموعة أن كل دورة أكسجين تنتهي بالانقراض الجماعي ، متبوعًا بمعدل تطور هائل.
على عكس معتقدات بعض الناس ، يعتقد البروفيسور لارج أننا لا نتحرك نحو الانقراض الجماعي. يقول إن حالات الاختفاء الجماعي السابقة تضمنت رفع مستويات ثاني أكسيد الكربون إلى أكثر من 4000 جزء في المليون (ppm) ، في حين أن مستويات ثاني أكسيد الكربون الآن 300 جزء في المليون. بالإضافة إلى ذلك ، انخفض مستوى الأكسجين في حالات الاختفاء هذه إلى أقل من 10 في المائة وربما خمسة في المائة ، بينما يبلغ مستوى الأكسجين اليوم 21 في المائة.
يقول إنه اعتمادًا على دورات الأرض ، سيحدث الانقراض الجماعي التالي في حوالي 30 مليون سنة.
46
.