اکسیژن جو زمین در حال کاهش است؛ محققین هنوز دلیل این وضعیت را نمی دانند

خونسردی تان را حفظ کنید، ولی زمین در حال از دست دادن اکسیژن است. سطح این گاز در اتمسفر طی 800 هزار سال گذشته در حدود 0.7 درصد کاهش یافته، و محققین هنوز نمی دانند دلیل این روند نزولی چیست.

«دانیل استالپر» استاد زمین شناسی دانشگاه پرینستون در این رابطه می گوید:

ما این آزمایشات را صرفاً از روی کنجکاوی انجام دادیم، و نمی دانستیم سطح اکسیژن بالا می رود، پایین می آید، یا ثابت است. اما نتایج نشان داد روندی مشخص در این زمینه وجود دارد.

سطح O2 جو در دوران های مختلف زمین شناسی تغییرات قابل توجهی داشته، اما حصول نتایج عددی دقیق برای ثبت رکوردهای زمانی در این رابطه، کار بسیاری دشواری خواهد بود.

فعلاً می دانیم در چند میلیارد سال اولیه، اتمسفر زمین فاقد اکسیژن بوده. پس از آن جلبک های سبز کوچکی با نام سیانوباکتری به وجود آمده و آسمان را سرشار از O2 نمودند، ضمن اینکه پایان عمر گونه های حیات ناسازگار با این عنصر را رقم زدند.

با تکامل حیات گیاهی و گسترش آنها، انباشت اکسیژن در اتمسفر ادامه یافت تا جایی که مقدار این عنصر برای تشکیل گونه های جانوری پیچیده به حد کافی رسید. طی چند صد میلیون سال گذشته، اوضاع تا حدودی ثابت بوده و حیات حیوانی به خوبی پیشرفت کرد.

هر چند هزار سال، اکسیژن زمین کاملاً به آب تبدیل شده و دوباره به گاز بدل می گردد

اما می دانیم اکسیژن وضعیتی کاملاً پویا دارد. موجوداتی همچون انسان، هر ثانیه O2 مصرف می کنند در حالی که گیاهان در اثر عملیات فتوسنتز، اکسیژن ناب و خالص تولید می نمایند. در مقیاس زمانی طولانی تر، فرسایش صخره های سیلیکاتی به خاطر شرایط اقلیمی نیز مصرف O2 را به همراه دارد.

«استالپر» می گوید: «تقریباً در هر چند هزار سال، کل O2 جو زمین به آب تبدیل شده و سپس دوباره به اکسیژن مبدل می گردد. اما در این روند، مقداری از این عنصر حیاتی ناپدید می گردد.»

این فرایند در درازمدت می تواند اهمیت زیادی پیدا کند و حتی زیست پذیری کره خاکی را تحت تأثیر قرار دهد. بنابراین «استالپر» و دیگر همکارانش در دانشگاه پرینستون تصمیم گرفتند این مقدار را اندازه گیری نمایند.

آنها برای این کار، به سراغ یکی از بهترین منابع آماری اکسیژن زمین، یعنی هسته های یخی گرینلند و جنوبگان رفتند، که حباب های هوای مربوط به میلیون ها سال قبل کره خاکی را در بطن خود محصور کرده اند. آنها با بررسی نسبت ایزوتوپ های اکسیژن به نیتروژن، توانستند روند تغییرات اتمسفر را شناسایی نمایند.

طبق نتایج این پژوهش، سطح O2 طی 800 هزار سال گذشته به میزان 0.7 درصد کاهش یافته، که نشان می دهد مصرف کنندگان این عنصر تقریباً 2 درصد بیشتر از منابع تولید آن هستند.

گروه محققین مذکور چند توضیح ممکن را برای این پدیده عنوان داشته اند. یکی اینکه نرخ فرسایش در دوره زمین شناسی اخیر شتاب بیشتری یافته، در نتیجه رسوبات بیشتری با قرار گرفتن در معرض هوا اکسید شده اند، بنابراین مصرف اکسیژن آنها افزایش پیدا کرده.

تغییرات اقلیمی درازمدت را می توان در این وضعیت دخیل دانست. اگر گرمایش زمین توسط انسان در سال های اخیر را نادیده بگیریم، می توان گفت میانگین دمای کره خاکی طی چند میلیون سال گذشته اندکی کاهش یافته.

«استالپر» در این رابطه می گوید:

با خنک شدن اقیانوس ها، انحلال پذیری اکسیژن در آب افزایش می یابد، در نتیجه کربن آلی بیشتری در دریاها اکسید شده و بنابراین O2 کمتری به جو باز خواهد گشت.

به گفته این دانشمندان، توضیحات بیشتری نیز برای این پدیده ممکن است، اما اثبات دقیق آنها بسیار چالش برانگیز خواهد بود. با این تفاسیر، تیم تحقیقاتی تلاش می کنند عوامل مؤثر بر چرخه اکسیژن کره خاکی را شناسایی کرده، تا بتوانند ریشه زیست پذیری زمین را بهتر از قبل درک نمایند.

البته یکی از نکاتی که در پژوهش فوق لحاظ نشده، 200 سال فعالیت صنعتی جوامع انسانی است. «استالپر» می گوید:

ما در حال حاضر با سرعتی چند هزار برابری نسبت به قبل اکسیژن مصرف می کنیم. در واقع نوع بشر با سوزاندن کربن در مقیاسی عظیم، چرخه تولید و مصرف را کاملاً بر هم زده.

با این حال، این استاد دانشگاه پرینستون می گوید هنوز خطری متوجه انسان نیست و اکسیژن به این زودی ها به پایان نخواهد رسید، هرچند بهتر است با شناسایی بهتر وضعیت کنونی، از آینده و عوامل تأثیرگذار بر آن باخبر شویم.