Atmosferdeki Oksijenin Mucizevî Hikayesi

Her sabah dışarı çıkıp derin bir nefes alırız. Basit ve sıradan bir faaliyet... Ancak, bu konu hakkında yeterince düşündük mü? Havayı biliyorsunuz, ciğerlerinize giriyor, nefes alıyorsunuz ve birkaç saniye sonra tekrar dışarı veriyorsunuz. Bu nispeten sakin ve günlük eylemin perde arkasında, milyarlarca yıldır var olan çok iyi kurulmuş bir düzen var. Her nefes aldığımızda, Dünya'nın eski hikayesinin - oksijenin hikayesinin - küçük bir parçasını soluyoruz.

Bugün atmosferin yaklaşık beşte birinin oksijen olduğunu biliyoruz. Bu oran o kadar doğal ki, Dünya'nın oluşumundan beri böyle olduğuna inanıyoruz. Ancak genç Dünya'nın atmosferi, şimdiki atmosferden çok farklıydı. Serbest oksijen nadirdi. Başka bir deyişle, bu gaz, Dünya'nın ilk günlerinde yaşamın ana bileşeni değildi.

Ancak, yaşam ilerledikçe atmosfer değişmeye başladı...

Okyanuslarda yaşayan bazı küçük organizmalar, fotosentez için güneş ışığını kullanmayı öğrendi. Onlar için bu enerji kaynağıydı ama Dünya için çalışmaları çok daha önemliydi. Fotosentez sırasında oksijen açığa çıktı. Başlangıçta oksijen, okyanuslardaki demir ve diğer maddelerle reaksiyona girip tüketildi. Ancak zamanla oksijenin bir kısmı atmosferde depolandı.

Bu, Dünya tarihindeki ve sonraki yaşamlar için en büyük değişikliklerden biriydi...

Atmosfer değiştikçe yaşam da değişti... Oksijen kullanabilen organizmalar, enerjiyi daha etkili bir şekilde elde etmenin bir yolunu bulabildiler. Daha fazla enerji, daha karmaşık biyolojik yapılar için daha fazla seçenek anlamına geliyordu. Böylece, milyarlarca yıl sonra dünyamıza gelecek olan hayvanlar, bitkiler ve nihayetinde insanların dünyasının yaşamsal temellerinden biri atıldı.

Ama işte daha ilginç bir soru:

Eğer canlılar sürekli oksijen tüketiyorsa, atmosferdeki oksijen neden tükenmiyor?

Çünkü Dünya dev bir denge sistemi gibi çalışıyor.

Bir tarafta oksijen üreten süreçler var. Bitkiler, algler ve hatta okyanuslardaki mikroskobik fotosentetik organizmalar... Diğer tarafta ise oksijen tüketen süreçler var. İnsanlar ve hayvanlar nefes alırlar... Mikroorganizmalar organik maddeyi parçalar. Yangınlar oksijen kullanır... Toprak ve okyanuslardaki birçok kimyasal reaksiyon da oksijen tüketir...

Dünyada, bir tür dev muhasebe sistemi oluşturulmuştur.

Bir tarafta üretim, diğer tarafta tüketim ...

Ve evet, bu muhasebe sadece bugünü değil, milyonlarca ve milyarlarca yılı kapsar.

Mesela, bir bitki fotosentez yapıp atmosferden karbondioksit alarak organik madde oluşturduğunda, oksijen açığa çıkar. Eğer tüm o organik madde parçalanıp tekrar oksitlenirse, oksijenin önemli bir kısmı tekrar tüketilir. Ancak organik karbonun bir kısmı oksijenle yeniden birleşmeden tortularda gömülüp uzun süre atmosferden ayrı kalırsa, daha önce üretilen oksijenin bir kısmı atmosferde kalabilir. Bu nedenle, bu tür uzun vadeli jeolojik süreçler, Dünya'nın oksijen dengesini anlamada büyük öneme sahiptir.

Bir başka açıdan, atmosferi açık kapılı bir oda gibi düşünebiliriz. Hava sürekli odaya girer ve bir kısmı çıkar, ancak sistemin genel dengesi korunur. Dünya'nın atmosferinde oksijen sürekli hareket halindedir. Bir oksijen molekülü bugün bir insanın ciğerlerine girebilir, başka bir zamanda bir hayvanın hücresinde kullanılabilir veya okyanustaki bir canlı organizma tarafından üretilebilir. Hatta atmosferdeki oksijenin kendisi bile sabit değildir.

Aslında, Dünya'nın nefesi sürekli yenilenmektedir.

Burada başka bir şaşırtıcı bağlantı var. Oksijen sadece soluduğumuz bir gaz değil, aynı zamanda atmosferin üst katmanlarında bulunan ozonun oluşumunda yer alan iyondur. Ozon tabakası ise Güneş'ten gelen zararlı ultraviyole ışınlarının çoğunu engeller. Bu nedenle, burnumuzdan soluduğumuz oksijenin hikayesi ciğerlerimizde sona ermez. Aynı element, atmosferin çok daha yükseklerinde Dünya'yı Güneş'in zararlı ışınlarından koruyan kimyasal süreçlerin de bir parçasıdır.

Ancak büyük başarı, sadece oksijene sahip olmak değil, doğru miktarda sahip olmaktır.

Atmosferde eğer çok az oranda oksijen olsaydı, aerobik organizmalar enerji üretiminde zorluk çekerler ve insanlar dahil canlıların yaşamaları imkansız hale gelirdi. Ancak atmosferde çok daha yüksek oksijen seviyelerinin bulunması da insan sağlığı açısından aynı şekilde zararlı olabilir. Oksijen, yaşam için vazgeçilmez olmasına rağmen, gereğinden fazla miktarda bulunduğunda özellikle uzun süreli maruziyet sonucunda vücutta olumsuz etkilere yol açabilir. Yüksek oksijen konsantrasyonları akciğer dokusunda hasara neden olabilir ve solunum sisteminin normal işleyişini bozabilir. Bunun yanı sıra, aşırı oksijen maruziyeti hücrelerde oksidatif stresin artmasına ve serbest radikallerin oluşmasına neden olarak çeşitli organ ve dokular üzerinde zararlı etkiler oluşturabilir. Bu nedenle oksijen düzeyinin yalnızca düşük olması değil, normal atmosferik seviyelerin belirgin şekilde üzerine çıkması da sağlık açısından risk taşıyabilir. Dolayısıyla yaşam için gerekli olan oksijenin uygun düzeyde bulunması, insan sağlığının korunması açısından büyük önem taşımaktadır.

Bu nedenle, yaşam sadece "oksijen var mı?" sorusuyla açıklanamaz. Daha önemli soru şudur: Oksijen hangi miktarda ve hangi koşullar altında olmalıdır?

Bu noktada, Dünya'nın yaşanabilirliği büyüleyici hale gelir. Atmosfer, okyanuslar, kayalar, bitkiler, mikroorganizmalar, hayvanlar ve güneş enerjisi ayrı sistemler değildir. Hepsi dev bir bağlantılı döngünün parçasıdır. Bir ağacın yaprağında başlayan fotosentez ve okyanusun derinliklerindeki mikroskobik bir organizmanın faaliyetleri, atmosferdeki oksijenle aynı hikayenin parçasıdır.

Ve böylece, bu hikaye devam eder.

Yeni oksijen molekülleri bir ağacın yaprağında oluşuyor.

Bir okyanus organizması fotosentez yapıyor.

Bir insan nefes alıyor.

Bir bakteri ölü bir yaprağı parçalıyor.

Uzak bir yerdeki bir yangın oksijen tüketiyor.

Tüm bu olaylar, milyarlarca yıldır var olan büyük bir dengeyi koruyan bir atmosferde karışıp dokunuyor.

Belki de Dünya'daki en büyük mucizelerden biri, oksijenin sadece varlığı değil; doğru koşulların hala mevcut olmasıdır, uzun süreler boyunca üretilip, tüketilip ve geri dönüştürülmesine rağmen yaşam için uygun koşulların korunmuş olmasıdır.

Bizler havayı sadece soluyoruz. Ama aslında, bir şekilde bu havanın bize en uygun şekilde korunması için bütün mekanizmalar şuurlu olarak çalışıyor. Acaba onlara bu şuuru kim veriyor?