Kërkimet e reja ofrojnë provat më të qarta deri më tani që shpërthimi kambrian—a një shpërthim i shpejtë i evolucionit 540 milionë vjet më parë, mund të jetë shkaktuar nga vetëm një rritje e vogël në nivelet e oksigjenit në atmosferën dhe ujërat e cekëta të oqeanit të Tokës.
Studimi i ri i publikuar sot në Nature Geoscience sjell së bashku të dhëna nga një konsorcium ndërkombëtar shkencëtarësh për të treguar se rritje të vogla të oksigjenit mund të kenë qenë të mjaftueshme për të shtyrë kërcimet e mëdha evolucionare të vërejtura në rekordet fosile.
Autori kryesor i studimit Dr. Richard Stockey, një paleobiolog në Universitetin e Southampton që ka punuar në kërkimin si student i doktoratës në Universitetin Stanford, tha, “Shpërthimi kambrian ishte një periudhë e jashtëzakonshme e diversifikimit të shpejtë të jetës në Tokë. Më parë, jeta përbëhej nga organizma njëqelizorë dhe të vegjël shumqelizorë.
“Pastaj, brenda 20 ose 30 milionë vjetëve, një çast gjeologjik, ne shohim një varietet krijesash të çuditshme dhe komplekse që shfaqen me plane të reja trupi dhe veçori si guaska të mineralizuara, shtojca kapëse, dhe organe të ndërlikuara shqisore si sytë.”
Vetëm mjaftueshëm oksigjen
Për dekada, shkencëtarët kanë teorizuar se shpërthimi kambrian u nxit nga një rritje e papritur e oksigjenit atmosferik që solli oksigjenin në oqeanin e lashtë afër niveleve moderne. Por provat për këtë kanë qenë të shpërndara dhe, në disa raste, kontradiktore.
Duke kryer një analizë të gjerë të të dhënave, studiuesit kanë identifikuar vetëm një rritje të vogël në oksigjenin atmosferik në kohën e shpërthimit kambrian.
“Krijesat kambriane nuk kërkonin aq shumë oksigjen sa shkencëtarët më parë besonin. Ne gjetëm rritje të vogla në oksigjenim që janë në përmasën e duhur për të nxitur ndryshime të mëdha në ekosistem,” thotë autori kryesor i studimit Erik Sperling, një profesor i asociuar i shkencave të Tokës dhe planetit në Shkollën Doerr të Qëndrueshmërisë në Stanford që drejton konsorciumin.
Shumica e krijesave jetonin në ujëra të cekëta në atë kohë, dhe përzierja e shkaktuar nga era dhe dallgët do të oksigjenonte këto zona edhe pse oqeani i thellë mbetej i pandryshuar.
“Nuk është një rritje e madhe e oksigjenit, por mund të jetë e mjaftueshme për të kaluar pragje kritike ekologjike, bazuar në atë që shohim në zonat moderne me oksigjen natyrisht të ulët,” shton Sperling.
Studiuesit gjithashtu gjetën prova që nivelet e oksigjenit në oqeanin e thellë nuk iu afruan atyre në detet moderne deri rreth 140 milionë vjet pas shpërthimit kambrian—shumë më vonë se sa mendohej më parë.
Dr. Stockey thotë, “Nga një perspektivë globale, nuk pamë oksigjenimin e plotë të oqeaneve në nivele afër atyre moderne deri rreth 400 milionë vjet më parë, rreth kohës kur shohim shfaqjen e pyjeve të mëdha në tokë.”
Zbulimi i përgjigjeve
Për të hetuar ndryshimet në oksigjen gjatë 700 milionë vjetëve të historisë së Tokës, studiuesit ekzaminuan të dhëna që tregojnë nivelet e uraniumit dhe molibdenit në shist të zi—një shkëmb sedimentar i formuar në mjedise me oksigjen të ulët në fund të oqeaneve të lashta.
Këto metale akumulohen në sediment kur oksigjeni është i ulët, kështu që përqendrimi i tyre në shistin e zi tregon nivelet e kaluara të oksigjenit oqeanik.
Studimet e mëparshme vërejtën metale gjurmuese të rritura në shistin e zi gjatë shpërthimit kambrian, por këto kryesisht janë bazuar në të dhëna nga vendndodhje individuale, ku faktorë lokalë si një rritje e karbonit organik mund të rrisin përqendrimet e metaleve gjurmuese.
Duke përdorur teknika statistikore dhe të mësuarit makinerik, studiuesit analizuan të dhëna në një shkallë shumë më të madhe dhe përdorën modele oqeanografike për të vlerësuar nivelet historike të oksigjenit.
“Ne gjetëm që ndryshimet në karbonin organik në shistin e zi kanë drejtuar shumë nga ndryshimet në metale gjurmuese që shkencëtarët kanë parë për 15 ose 20 vitet e fundit,” thotë Dr. Stockey. “Nuk është deri në 140 milionë vjet pas shpërthimit kambrian, në periudhën Devoniane, që shohim metale gjurmuese që rriten me një ritëm që do të tregonte oksigjenimin e të gjithë oqeanit.”
Një konsorcium për të dhëna gjeokimike
Të dhënat e shistit të zi u përpiluan si pjesë e Projektit të Gjeokimisë Sedimentare dhe Mjediseve Paleonike, një i pari në fushën e tij kërkimore konsorcium që sjell së bashku të dhëna gjeokimike në një bazë të dhënash të standardizuar për analizë në shkallë të gjerë.
“Është një qasje shumë e ndryshme nga ajo që kemi përdorur në fushë më parë,” thotë Sperling, i cili lançoi konsorciumin në 2015. “Çdo grup kërkimor individual, përfshirë tonin, ende shkon në fushë dhe merr një pamje të asaj që po ndodh, por pastaj ne duhet të vijmë të gjithë së bashku për të analizuar gjërat.”
Kompleti analitik që Dr. Stockey zhvilloi për këtë punë mund të ndihmojë studiuesit të kuptojnë jo vetëm nivelet e lashta të oksigjenit, por gjithashtu temperaturën, furnizimin me ushqim, dhe faktorë të tjerë potencialë që kanë nxitur evolucionin e hershëm. Anëtarët e konsorciumit gjithashtu po mbledhin të dhëna të reja për të plotësuar periudhat e kohës gjeologjike dhe po kryejnë analiza që zgjerohen në intervale më të vjetra dhe më të reja të kohës.
“Për të shfrytëzuar fuqinë e këtyre qasjeve më të avancuara të shkencës së të dhënave, veçanërisht për të dhëna gjeologjike, nevojitet që të gjithë të flasim të njëjtën gjuhë,” thotë Dr. Stockey. “Kjo qasje e shkencës së të dhënave e drejtuar nga komuniteti na ka lejuar të jemi shumë më të sigurt për mënyrën se si rindërtojmë evolucionin e Tokës në hapësirë dhe kohë.”
Më shumë informacion: Richard G. Stockey et al, Sustained increases in atmospheric oxygen and marine productivity in the Neoproterozoic and Palaeozoic eras, Nature Geoscience (2024). DOI: 10.1038/s41561-024-01479-1
Zhurnali ku u botua: Nature Geoscience
