Büyük paleozoyik kitlesel yokoluşlar ve iklim değişikliği sırasında tekrar eden deniz fosforu zirveleri

Antik denizler ve ölen okyanusların gizemi

Dinozorlardan çok önce, Dünya’nın okyanusları büyük ölçüde tür kayıpları yaşadı ve deniz türlerinin çoğunu yok etti. Bilim insanları uzun süredir besin fosforunun ani artışlarının bu krizleri tetiklemiş olabileceğini düşünüyor, ancak deniz suyunda gerçekte neler olduğunu doğrudan test edecek bir yöntemleri yoktu. Bu çalışma, eski kayalara kimyasal bir “zaman kapsülü” geliştirip uygulayarak, iki erken kitlesel yokoluşla ve hızlı iklim dalgalanmalarıyla örtüşen kısa ama güçlü fosfor zirvelerini ortaya koyuyor.

Eski okyanus çamuru ve kayalarında gizli ipuçları

Araştırmacılar, erken Paleozoyik dönemdeki iki kitlesel yokoluşa odaklandı: yaklaşık 445 milyon yıl önceki Geç Ordovisyen olayı ve yaklaşık 372 milyon yıl önceki Geç Devoniyen olayı. Her biri deniz yaşamının yaklaşık %80’ini yok etti ve güçlü küresel soğuma ile okyanus oksijenindeki değişikliklerle bağlantılıydı. Besin öyküsünü araştırmak için ekip, karbonat mineralleri içinde kilitlenmiş çok küçük fosfor miktarlarını ölçtü; buna karbonatla ilişkili fosfat veya CAP deniyor. Deniz suyu fosforu, büyüyen karbonata konsantrasyonuyla orantılı olarak alındığı için CAP, her kaya tabakası oluştuğunda besin düzeylerinin kimyasal bir anlık görüntüsü işlevi görüyor.

Küresel ölçekte yayılan kısa besin patlamaları

Ekip, Kanada, Estonya, Güney Çin, Batı Avustralya ve Nevada’daki alanlar dahil olmak üzere antik kıtalar boyunca yedi kaya kesiti örnekledi. Kaya türü ve yerel koşullardaki farklılıklara rağmen CAP kayıtlarının hepsi aynı deseni gösterdi: keskin, kısa süreli zirvelerle kesintiye uğrayan ılımlı arka plan fosfor seviyeleri. Geç Ordovisyen olayı sırasında, ikinci ve daha şiddetli yokoluş dalgası başladığı sırada belirgin bir fosfor zirvesi ortaya çıktı. Geç Devoniyen olayı sırasında ise iki fosfor zirvesi ana yokoluş aralığını çerçeveledi. Bu zirvelerin uzak konumlarda tutarlı biçimde görülmesi, bunların tortu yerel özellikleri veya sonradan oluşan değişimlerden ziyade küresel okyanustaki değişiklikleri izlediğini gösteriyor.

Besinler, oksijen kaybı ve küresel soğuma arasındaki bağlantı

Bu fosfor patlamalarının Dünya sistemleri için ne anlama geldiğini anlamak amacıyla bilim insanları, bunları besinler, karbon, oksijen ve iklimin milyonlarca yıl boyunca nasıl etkileştiğini simüle eden bir bilgisayar modeline girdiler. Modelde okyanusa ekstra fosfor girişi yoğun alg büyümesini besliyor. Bu organik madde battığında ve çürüdüğünde oksijeni tüketiyor ve deniz tabanında düşük oksijenli bölgeleri genişletiyor. Aynı zamanda daha fazla organik madde tortullarda gömülüyor; bu karbonu kilitleyip atmosferdeki karbondioksiti kademeli olarak azaltıyor. Sonuç, uranyum ve oksijen izotopları ile organikçe zengin kara şeyllerinden elde edilen bağımsız kanıtlarla uyumlu birkaç derecelik küresel soğuma ve daha yaygın okyanus anoksisi oluyor.

Farklı antik okyanuslarda farklı ölüm nedenleri

Fosfor darbelerinin zamanlaması, bu krizlerin nasıl geliştiğine dair daha nüanslı bir tablo sunuyor. Geç Ordovisyen’de ilk yokoluş darbesi fosfor seviyeleri hâlâ düşükken meydana gelmiş; bu da erken dönemde ana öldürücünün buzul soğuması ve deniz seviyesi düşüşü olduğunu gösteriyor. Büyük fosfor zirvesi daha sonra geldi ve daha güçlü oksijen kaybı belirtileriyle ve hem dip canlılarının hem de açık su organizmalarının ağır darbe aldığı ikinci yokoluşla örtüşüyor. Buna karşılık Geç Devoniyen’de, yükselen fosfor ve büyüyen düşük oksijenli bölgeler ilk resif krizinde zaten harekete geçmişti ve resif kurucuların, kabuklu hayvanların ve serbest yüzen balıkların ana yokoluşundan hemen önce doruğa ulaştı. İkinci bir fosfor patlaması bunu takip etti; görünüşe göre kötü koşulları uzattı ve yeni bir yokoluş zirvesi olmadan bile ekosistem toparlanmasını yavaşlattı.

Bu antik öykünün bugüne önemi

Genel olarak çalışma, kısa süreli fosfor artışlarının antik okyanusları tekrar tekrar oksijen kaybına, iklim soğumasına ve ekolojik çöküşe sürüklediğine dair ilk küresel, nicel kanıtı sunuyor. Sonuçlar, besinlerin basit bir açık/kapat düğmesi olmadığını, bazen soğuma ve deniz seviyesi değişimiyle birlikte hareket ederek, bazen de toparlanmanın temposunu belirleyerek güçlü birer güçlendirici olduklarını gösteriyor. Deniz yaşamının göreceli olarak kısa ömürlü besin şoklarına ne kadar duyarlı olabileceğini aydınlatan bu antik bölümler, modern kıyı ölü bölgeleri ve günümüz denizlerinde insan kaynaklı besin yüklenmesine yönelik uyarıcı bir paralel sunuyor.

Atıf: Dodd, M.S., Li, C., Zhang, Z. et al. Recurring marine phosphorus spikes during major palaeozoic mass extinctions and climate change. Nat Commun 17, 4481 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-70701-y

Anahtar kelimeler: fosfor döngüsü, okyanus anoksisi, kitlesel yokoluş, paleo okyanusbilim, küresel soğuma