Yeni araştırmalar, Dünya'nın manyetik alanı ile atmosferdeki oksijen seviyeleri arasında güçlü ve beklenmedik bir bağlantı olduğunu ortaya koyuyor. Son 540 milyon yıllık süreçte, jeomanyetik alanın gücü ile atmosferdeki oksijen oranının paralel şekilde arttığı gözlemlendi. Ancak bu iki faktörün birbirini doğrudan etkileyip etkilemediği veya aralarındaki bağlantıyı açıklayan başka bilinmeyen etkenlerin olup olmadığı henüz netleşmiş değil.
Bilim insanları, jeomanyetik alan ile oksijen seviyesi arasındaki bu bağlantıyı ilk kez kurduklarını belirtiyor. Çalışmaya göre, Kambriyen döneminin başlangıcından (yaklaşık 541 milyon yıl önce) bu yana hem manyetik alanın gücü hem de oksijen seviyeleri genel olarak artış gösterdi ve özellikle 330 ila 220 milyon yıl önce her ikisinde de belirgin bir yükseliş yaşandı.
Bu keşif, başka gezegenlerde yaşam için gerekli koşulların daraltılmasına yardımcı olabilir. Araştırmacılar, manyetik alanın oksijen seviyelerini kontrol ediyor olabileceğini veya tam tersi bir durumun söz konusu olabileceğini düşünüyor. Ancak üçüncü bir olasılık daha var: Her iki faktör de, bilim insanlarının henüz tam olarak belirleyemediği, altta yatan farklı bir jeokimyasal veya jeofiziksel süreçle bağlantılı olabilir.
Yeni çalışma için bilim insanları, son 540 milyon yılı kapsayan iki bağımsız veri setini kullandı. Bir veri seti, fosilleşmiş mangal gibi tortullardaki göstergelerden türetilen atmosferik oksijen seviyelerini içeriyordu. Diğer veri seti ise eski kayalar ve tortullarda kaydedilmiş manyetik bilgiden elde edilen jeomanyetik alanın gücünü gösteriyordu. Bu veri setleri karşılaştırıldığında, aralarında güçlü bir korelasyon olduğu görüldü.
Eğer jeomanyetik alan oksijen seviyelerini kontrol ediyorsa, bu etki muhtemelen Dünya'nın atmosferini uzay havasına karşı sağladığı korumadan kaynaklanıyordur. Daha önceki araştırmalar, manyetik alanın atmosferik moleküllerin kaçışını veya aşınmasını önleyebileceğini gösteriyor. Manyetik alan aynı zamanda, oksijen üreten bitkiler de dahil olmak üzere, gezegendeki yaşamı X-ışını ve aşırı ultraviyole radyasyondan koruyor.
Eğer tam tersi, atmosferik oksijen seviyeleri Dünya'nın manyetik alanının gücünü belirliyorsa, bu durumda plaka tektoniği merkezi bir rol oynuyor demektir. Plaka tektoniği, Dünya kabuğunun sürekli olarak mantoya geri dönüştürüldüğü süreçtir. Dünya'nın jeomanyetik alanı, gezegenin sıvı dış çekirdeğindeki akımlardan kaynaklanır. Bu nedenle, kabuk malzemesinin ve oksijenin mantoya geri dönüşümünün, alt mantoyu etkileyebileceği ve bunun da jeomanyetik alanı değiştirebileceği düşünülüyor.
Araştırmacılar, plaka tektoniğinin, mantonun dış çekirdekle sınırındaki termal ve dinamik koşulları kesinlikle etkilediğini belirtiyor. Öte yandan, plaka tektoniği, elementlerin gezegenin içinden yüzeyine doğru döngüsünü de etkiler ki bu da oksijenlenmeyi veya oksijen üretimini kesinlikle etkileyecektir.
Yine de, manyetik alanın oksijen seviyelerini etkilemesinin, tersi durumdan daha olası olduğu düşünülüyor. Bunun nedeni, jeomanyetik alanın gezegenin derinliklerinden kaynaklandığı ve yüzeye ve uzaya yayıldığı bilgisinin daha sağlam olmasıdır. Diğer yönlü etkinin mekanizması henüz tam olarak anlaşılamamıştır.
Üçüncü olası senaryo ise, başka, bağımsız bir sürecin hem jeomanyetik alanı hem de oksijen seviyelerini zaman içinde aynı yönde itmesidir. Çalışmanın yazarları bu sürecin ne olabileceğini henüz bilmiyor, ancak her iki veri setinde de gözlemlenen bir yükseliş bu sorunun cevabını barındırabilir.
Çok cazip bir mekanizma
Bu yükseliş, yaklaşık 320 milyon yıl önce oluşan ve yaklaşık 195 milyon yıl önce parçalanan antik süper kıta Pangea'nın varlığıyla çakışıyor. Süper kıtaların dahil olduğu devasa tektonik yeniden düzenlemeler nedeniyle, süper kıtalar Dünya'nın manyetik alanı ile oksijen seviyeleri arasındaki kayıp halka olabilir. Ancak bu yöndeki kanıtların şu an için çok sınırlı olduğu belirtiliyor. Araştırmacılar, bu fikrin peşinden gitmek için "çok cazip bir mekanizma" olduğunu düşünüyorlar, ancak sağlam veriye sadece Pangea için sahip oldukları, ondan önceki süper kıtalar için yeterli verinin bulunmadığı için bu konuyu makalelerinde güçlü bir şekilde vurgulamadıklarını söylüyorlar.
Diğer süper kıtalar zamanında da oksijen ve manyetik alan arasında gözle görülür bir korelasyon varmış gibi görünüyor. Ancak, 540 milyon yıldan daha geriye giden oksijen verisi güvenilir olmadığı için, daha önceki dönemler ve geçmiş süper kıtalar için kesin bir sonuca varılamıyor.
Bilim insanları, bir sonraki adım olarak jeomanyetik alan ve oksijen seviyeleriyle bağlantılı olabilecek diğer jeofiziksel ve jeokimyasal faktörleri aramaya başladılar. Bu süreçte, farklı disiplenlerden bilim insanları arasındaki iletişimin ve işbirliğinin büyük önem taşıdığını vurguluyorlar. "Tek bir zihin, Dünya'nın tüm sistemini kavrayamaz" diyen araştırmacılar, kendilerini legolarla oynayan çocuklara benzetiyor: Herkesin elinde ayrı bir lego parçası var ve büyük resmi görmek için hepsini bir araya getirmeye çalışıyorlar.
