Lielais Skābekļa notikums
Lielais skābekļa veidošanās notikums (GOE) bija brīvā skābekļa ienākšana mūsu atmosfērā. To izraisīja cianobaktērijas, kas veica fotosintēzi. Tas ilga ļoti ilgu laiku - no aptuveni trīs miljardiem gadu atpakaļ līdz aptuveni vienam miljardam gadu atpakaļ.
Fotosintēze ražoja skābekli gan pirms, gan pēc GOE. Atšķirība bija tāda, ka pirms GOE organiskās vielas un izšķīdušais dzelzs ķīmiski uztvēra brīvo skābekli. Uz Zemes ir daudz dzelzs, un dzelzij ir lielāka šķīdība nekā tās oksīdiem, tāpēc okeānos bija daudz izšķīdušas dzelzs. Tas kļuva par dzelzsoksīdu un veidoja milzīgas nogulsnes kā joslveida dzelzs ieži no arhejas un proterozoja laikmetiem. Kad dzelzs vairs nepietika, lai uztvertu vairāk skābekļa, atmosfērā uzkrājās brīvais skābeklis. Tā bija GOE.
Skābeklis bija toksisks lielākajai daļai tā laika anaerobo Zemes iedzīvotāju. Tā kā cianobaktērijas ražoja skābekli un veidoja stromatolītus, tās mainīja vidi citiem protistiem. Tā kā pārējiem protistiem nebija iespējas tikt galā ar skābekli, lielākā daļa no tiem būtu iznīkuši. Citas sekas bija brīvā skābekļa ietekme uz atmosfēras metānu - siltumnīcefekta gāzi. Reakcija izvadīja metānu un izraisīja Huroņa ledāju, iespējams, visilgāko sniega bumbas Zemes epizodi. Kopš tā laika brīvais skābeklis ir bijusi svarīga atmosfēras sastāvdaļa.
O2 uzkrāšanās Zemes atmosfērā. Sarkanā un zaļā līnija attēlo aplēšu diapazonu, bet laiks mērīts miljardos gadu (Ga). 1. posms (3,85-2,45 Ga): Atmosfērā praktiski nav O2. posms (2,45-1,85 Ga): O2 rodas, bet tiek absorbēts okeānos un jūras gultnes iežos. posms (1,85-0,85 Ga): O2 sāk izdalīties no okeāniem, bet to absorbē sauszemes virsmas. un 5. posms (0,85 līdz mūsdienām): O2 izplūst un gāze uzkrājas.
Laika grafiks
Pierādījumi liecina, ka brīvo skābekli vispirms sāka ražot fotosintētiski organismi (prokariotiski, vēlāk eikariotiski), kas izdalīja skābekli kā atkritumproduktu. Šie organismi dzīvoja ilgi pirms GOE, iespējams, pirms 3500 miljoniem gadu (mya). To saražotais skābeklis būtu ātri izplūdis no atmosfēras, notiekot "masveida rūsēšanai", kas izraisīja dzelzs joslu veidojumu veidošanos. Skābeklis nelielos daudzumos atmosfērā sāka saglabāties tikai īsi (~50 miljonus gadu) pirms GOE sākuma. Ja skābeklis nebūtu samazinājies, tas ļoti strauji uzkrātos. Pie mūsdienu fotosintēzes ātruma (kas ir daudz lielāks nekā no sauszemes augiem brīvajā iekambrī) mūsdienu atmosfēras O2 līmenis varētu izveidoties aptuveni 2000 gadu laikā.
Kopsavilkums:
- 3 500 mija Arhejas eons: skābekļa ražošana ar ciānbaktērijām stromatolītos.
- Skābeklis izraisa dzelzs nogulsnēšanos dzelzs oksīdu veidā joslveida dzelzs veidojumos.
- c. 2400 mija Paleoproterozoja ēra: brīvais skābeklis izplūst atmosfērā, galvenokārt uzsūcas uz sauszemes.
- c. 850 mya Neoproterozoja ēra: atmosfērā sāk uzkrāties skābeklis. Paleozoja laikmetā turpina palielināties līdz pašreizējam līmenim.
Jautājumi un atbildes
J: Kas ir Lielais skābekļa pieaugums (GOE)?
A: GOE bija brīvā skābekļa rašanās atmosfērā, ko izraisīja cianobaktērijas, veicot fotosintēzi. Tas notika ilgā laika posmā, no pirms trim miljardiem gadu līdz apmēram pirms viena miljarda gadu.
J: Kā notika GOE?
A: Pirms GOE organiskās vielas un izšķīdušais dzelzs ķīmiski uzņēma brīvo skābekli. Kad dzelzs vairs nepietika, lai uztvertu vairāk skābekļa, atmosfērā uzkrājās brīvais skābeklis, kas bija GOE.
J: Kādas bija GOE sekas?
A: Skābeklis bija toksisks lielākajai daļai tā laika Zemes anaerobo iedzīvotāju, tāpēc daudzi no tiem izmira. Brīvais skābeklis reaģēja arī ar atmosfēras metānu, kas ir siltumnīcas efektu izraisoša gāze, izvadot to no atmosfēras un izraisot Huroņa apledojumu - iespējams, visilgāko sniega bumbas Zemes epizodi vēsturē. Kopš tā laika brīvais skābeklis ir svarīga mūsu atmosfēras sastāvdaļa.
J: Kas ir stromatolīti?
A: Stromatolīti ir slāņainas struktūras, ko veido cianobaktērijas un kas sastopamas seklā ūdens vidē, piemēram, lagūnās un plūdmaiņu baseinos. Tie veidojas, kad baktērijas savos gļotu slāņos iesaista nogulšņu daļiņas un laika gaitā veido paklājus viena uz otras.
J: Kā fotosintēze ietekmēja Zemi pirms un pēc GOE?
A: Fotosintēze radīja skābekli gan pirms, gan pēc GOE; tomēr pirms GOE visu brīvo skābekli uztver organiskās vielas vai izšķīdušā dzelzs, bet pēc GOE daļa brīvā skābekļa varēja uzkrāties mūsu atmosfērā, jo trūka pieejamās dzelzs, lai to visu uztvertu.
J: Kad notika šis notikums?
A.: Lielais skābekļa veidošanās notikums norisinājās no pirms trim miljardiem gadu līdz aptuveni pirms miljarda gadu.
