كشف جيولوجيون من جامعة رايس الأمريكية سبب كارثة الأكسجين التي حدثت قبل 2.5 مليار سنة، عندما تغير الغلاف الجوي للأرض جذريا وتشبع بالأكسجين العنصر المهم للتنفس والحياة المعقدة.

ويفيد موقع Phys.org، بأنه كان يعتقد أن سبب هذه التغيرات هي بكتيريا التركيب الضوئي، التي يعد نشاطها غير قادر على تفسير الخصائص الجيوكيميائية لتلك الفترة.

وقد اقترح الباحثون نظرية تشير إلى أن سبب تراكم الأكسجين هو العمليات التكتونية وليس البيولوجية، مع أن بكتيريا التركيب الضوئي تعتبر المصدر الرئيس للأكسجين في الغلاف الجوي للأرض. هذه البكتيريا ظهرت قبل 500 مليون سنة من حدوث كارثة الأكسجين.

وقد اقترح الباحثون فرضيات مختلفة توضح لماذا تطلب تراكم الأكسجين هذه الفترة الزمنية الطويلة، وفي نفس الوقت يأخذون بالاعتبار ” حدث لوماجوندي” – وهو حدوث تغيير ملحوظ في نسبة نظائر الكربون في الصخور الكربونية ، الذي بدأ بعد 100 مليون سنة من “كارثة الأكسجين”.

فقد كانت نسبة نظائر الكربون- 13 والكربون -12 قبل وبعد “حدث لوماجودي” في الصخور هي 1إلى 99 بالمئة ولكن خلال هذه الفترة ازدادت نسبة الكربون-13 بمقدار 10% ، ونسب السبب إلى بكتيريا التركيب الضوئي أيضا، لأنها تفضل استهلاك الكربون-12 في نشاطها والترسبات الناتجة من بقايا الأحياء الدقيقة موحدة في الكربون -13.

ووفقا للعلماء، كارثة الأكسجين و”حدث لوماجودي” وقعا بسبب النشاط التكتوني المتزايد، الذي أدى إلى ظهور براكين عديدة تقذف غاز ثاني أكسيد الكربون إلى الغلاف الجوي للأرض. لقد أصبح المناخ أكثر دفئا وحفز تزايد هطول الأمطار الغزيرة عمليات التعرية على اليابسة. وكذلك وصول الكربون الموجود في المياه إلى المحيطات، ما تسبب في تنشيط عملية تكاثر بكتيريا التركيب الضوئي وترسب الكربونات. وفي ذات الوقت تسببت هذه العملية في ارتفاع نسبة الأكسجين في الغلاف الجوي.

وقد شهدت المرحلة الثانية غوص الكربون العضوي وغير العضوي الموجود في قاع المحيطات في مناطق اندساس الصفائح المحيطية تحت الصفائح القارية بوشاح الأرض وانصهارها. والكربون غير العضوي يتحرر بسرعة على شكل غازات متطايرة عبر البراكين، أما الكربون العضوي فيتحرر بعد مئات ملايين السنين.