Μεγάλη εκδήλωση οξυγόνωσης

Το Μεγάλο Γεγονός Οξυγόνωσης (Great Oxygenation Event - GOE) ήταν η εισαγωγή ελεύθερου οξυγόνου στην ατμόσφαιρά μας. Προκλήθηκε από κυανοβακτήρια που έκαναν φωτοσύνθεση. Χρειάστηκε πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα, από περίπου τρία δισεκατομμύρια χρόνια πριν έως περίπου ένα δισεκατομμύριο χρόνια πριν.

Η φωτοσύνθεση παρήγαγε οξυγόνο τόσο πριν όσο και μετά το GOE. Η διαφορά ήταν ότι πριν από τη ΔΑΟ, η οργανική ύλη και ο διαλυμένος σίδηρος δέσμευαν χημικά το όποιο ελεύθερο οξυγόνο. Η Γη έχει πολύ σίδηρο και ο σίδηρος έχει μεγαλύτερη διαλυτότητα από τα οξείδιά του, οπότε οι ωκεανοί είχαν πολύ διαλυμένο σίδηρο. Αυτός έγινε οξείδιο του σιδήρου και δημιούργησε τεράστιες αποθέσεις ως ταινιωτά πετρώματα σιδήρου από την Αρχαϊκή και την Προτεροζωική εποχή. Όταν δεν παρέμενε αρκετός σίδηρος για να δεσμεύσει περισσότερο οξυγόνο, το ελεύθερο οξυγόνο συσσωρευόταν στην ατμόσφαιρα. Αυτό ήταν το GOE.

Το οξυγόνο ήταν τοξικό για τους περισσότερους αναερόβιους κατοίκους της Γης εκείνη την εποχή. Καθώς τα κυανοβακτήρια παρήγαγαν οξυγόνο και έχτισαν τους στρωματόλιθους τους, άλλαξαν το περιβάλλον για άλλα πρωτόζωα. Δεδομένου ότι τα άλλα πρωτόζωα δεν είχαν τρόπο να αντιμετωπίσουν το οξυγόνο, τα περισσότερα θα είχαν εξαφανιστεί. Μια άλλη συνέπεια ήταν η επίδραση του ελεύθερου οξυγόνου στο ατμοσφαιρικό μεθάνιο, ένα αέριο του θερμοκηπίου. Η αντίδραση αυτή απομάκρυνε το μεθάνιο και προκάλεσε την παγετώδη περίοδο του Χουρονίου, πιθανώς το μακροβιότερο επεισόδιο χιονοστιβάδας στη Γη που υπήρξε ποτέ. Από τότε το ελεύθερο οξυγόνο αποτελεί σημαντικό μέρος της ατμόσφαιρας.



Συσσώρευση O2 στη γήινη ατμόσφαιρα. Οι κόκκινες και πράσινες γραμμές αντιπροσωπεύουν το εύρος των εκτιμήσεων, ενώ ο χρόνος μετράται σε δισεκατομμύρια χρόνια πριν (Ga). Στάδιο 1 (3,85-2,45 Ga): Ουσιαστικά καθόλου O2 στην ατμόσφαιρα . Στάδιο 2 (2,45-1,85 Ga): Το Ο2 παράγεται, αλλά απορροφάται από τους ωκεανούς και τα πετρώματα του βυθού. Στάδιο 3 (1,85-0,85 Ga): Το Ο2 αρχίζει να εκλύεται από τους ωκεανούς, αλλά απορροφάται από τις επιφάνειες της ξηράς. Στάδια 4 & 5 (0,85-σήμερα): Το Ο2 βυθίζεται γεμάτο και το αέριο συσσωρεύεται.Zoom
Συσσώρευση O2 στη γήινη ατμόσφαιρα. Οι κόκκινες και πράσινες γραμμές αντιπροσωπεύουν το εύρος των εκτιμήσεων, ενώ ο χρόνος μετράται σε δισεκατομμύρια χρόνια πριν (Ga). Στάδιο 1 (3,85-2,45 Ga): Ουσιαστικά καθόλου O2 στην ατμόσφαιρα . Στάδιο 2 (2,45-1,85 Ga): Το Ο2 παράγεται, αλλά απορροφάται από τους ωκεανούς και τα πετρώματα του βυθού. Στάδιο 3 (1,85-0,85 Ga): Το Ο2 αρχίζει να εκλύεται από τους ωκεανούς, αλλά απορροφάται από τις επιφάνειες της ξηράς. Στάδια 4 & 5 (0,85-σήμερα): Το Ο2 βυθίζεται γεμάτο και το αέριο συσσωρεύεται.

Χρονισμός

Τα στοιχεία δείχνουν ότι το ελεύθερο οξυγόνο παρήχθη για πρώτη φορά από φωτοσυνθετικούς οργανισμούς (προκαρυωτικούς, αργότερα ευκαρυωτικούς), οι οποίοι εξέπεμπαν οξυγόνο ως απόβλητο προϊόν. Αυτοί οι οργανισμοί ζούσαν πολύ πριν από τη ΓΟΕ, ίσως πριν από 3500 εκατομμύρια χρόνια (mya). Το οξυγόνο που παρήγαγαν θα απομακρύνθηκε γρήγορα από την ατμόσφαιρα με τη "μαζική σκουριά" που οδήγησε στην απόθεση των σχηματισμών του ταινιωτού σιδήρου. Το οξυγόνο άρχισε να διατηρείται στην ατμόσφαιρα σε μικρές ποσότητες μόνο λίγο (~50 εκατομμύρια χρόνια) πριν από την έναρξη του GOE. Χωρίς μια απομάκρυνση, το οξυγόνο θα συσσωρευόταν πολύ γρήγορα. Με τους σημερινούς ρυθμούς φωτοσύνθεσης (οι οποίοι είναι πολύ μεγαλύτεροι από εκείνους του προκάμβριου χωρίς χερσαία φυτά), τα σύγχρονα ατμοσφαιρικά επίπεδα Ο2 θα μπορούσαν να παραχθούν σε περίπου 2.000 χρόνια.

Περίληψη:

  1. 3.500 mya Αρχαίος αιώνας: παραγωγή οξυγόνου από κυανοβακτήρια σε στρωματόλιθους.
  2. Το οξυγόνο προκαλεί εναπόθεση σιδήρου ως οξείδια του σιδήρου σε σχηματισμούς σιδήρου με ζώνες.
  3. c. 2.400 mya Παλαιοπροτεροζωική εποχή: το ελεύθερο οξυγόνο διαφεύγει στην ατμόσφαιρα, απορροφάται κυρίως στο έδαφος.
  4. c. 850 mya Νεοπροτεροζωική εποχή: το οξυγόνο αρχίζει να συσσωρεύεται στην ατμόσφαιρα. Συνεχίζει να αυξάνεται κατά τη διάρκεια του Παλαιοζωικού έως τα σημερινά επίπεδα.



Ερωτήσεις και απαντήσεις

Ερ: Τι είναι το Μεγάλο Γεγονός Οξυγόνωσης (Great Oxygenation Event - GOE);


A: Το GOE ήταν η δημιουργία ελεύθερου οξυγόνου στην ατμόσφαιρά μας, που προκλήθηκε από κυανοβακτήρια που έκαναν φωτοσύνθεση. Πραγματοποιήθηκε σε μεγάλο χρονικό διάστημα, από τρία δισεκατομμύρια χρόνια πριν έως περίπου ένα δισεκατομμύριο χρόνια πριν.

Ερ: Πώς συνέβη το GOE;


Α: Πριν από τη ΓΟΕ, η οργανική ύλη και ο διαλυμένος σίδηρος δέσμευαν χημικά το όποιο ελεύθερο οξυγόνο. Όταν δεν παρέμενε αρκετός σίδηρος για να δεσμεύσει περισσότερο οξυγόνο, το ελεύθερο οξυγόνο συσσωρευόταν στην ατμόσφαιρα, πράγμα που ήταν η ΑΣΣ.

Ερ: Ποιες ήταν ορισμένες συνέπειες της ΑΣΣ;


Α: Το οξυγόνο ήταν τοξικό για τους περισσότερους από τους αναερόβιους κατοίκους της Γης εκείνη την εποχή, οπότε πολλοί από αυτούς εξαφανίστηκαν. Το ελεύθερο οξυγόνο αντέδρασε επίσης με το ατμοσφαιρικό μεθάνιο, ένα αέριο του θερμοκηπίου, απομακρύνοντάς το και προκαλώντας τον παγετώνα του Χουρονίου - ίσως το μακροβιότερο επεισόδιο χιονοστιβάδας στη Γη που υπήρξε ποτέ. Από τότε το ελεύθερο οξυγόνο αποτελεί σημαντικό μέρος της ατμόσφαιράς μας.

Ερ: Τι είναι οι στρωματόλιθοι;


Α: Οι στρωματόλιθοι είναι στρωματοειδείς δομές που σχηματίζονται από κυανοβακτήρια και απαντώνται σε περιβάλλοντα με ρηχά νερά, όπως λιμνοθάλασσες και παλιρροιακές λίμνες. Δημιουργούνται όταν τα βακτήρια παγιδεύουν σωματίδια ιζήματος μέσα στα στρώματα βλέννας τους και σχηματίζουν στρώματα το ένα πάνω στο άλλο με την πάροδο του χρόνου.

Ερώτηση: Πώς επηρέασε η φωτοσύνθεση τη Γη πριν και μετά τον ΓΟΕ;


Α: Η φωτοσύνθεση παρήγαγε οξυγόνο τόσο πριν όσο και μετά τον Π.Ο.Ε. Ωστόσο, πριν από αυτόν όλο το ελεύθερο οξυγόνο δεσμεύονταν από οργανική ύλη ή διαλυμένο σίδηρο, ενώ μετά από αυτόν κάποιο ελεύθερο οξυγόνο μπορούσε να συσσωρευτεί στην ατμόσφαιρά μας λόγω της έλλειψης διαθέσιμου σιδήρου για τη δέσμευσή του.

Ερ: Πότε έλαβε χώρα αυτό το γεγονός;



Α: Το Μεγάλο Γεγονός Οξυγόνωσης έλαβε χώρα από τρία δισεκατομμύρια χρόνια πριν έως περίπου ένα δισεκατομμύριο χρόνια πριν.

AlegsaOnline.com - 2020 / 2023 - License CC3