Marele eveniment de oxigenare

Marele Eveniment de Oxigenare (GOE) a fost introducerea oxigenului liber în atmosferă. Acesta a fost cauzat de cianobacteriile care fac fotosinteză. A durat foarte mult timp, de la aproximativ trei miliarde de ani în urmă la aproximativ un miliard de ani.

Fotosinteza producea oxigen atât înainte, cât și după GOE. Diferența constă în faptul că, înainte de GOE, materia organică și fierul dizolvat captau chimic orice oxigen liber. Pământul are mult fier, iar fierul are o solubilitate mai mare decât oxizii săi, astfel încât oceanele aveau mult fier dizolvat. Acesta s-a transformat în oxid defier și a format depozite uriașe sub formă de roci de fier sub formă de benzi, din epoca arhaică și proterozoică. Când nu a rămas suficient fier pentru a capta mai mult oxigen, oxigenul liber s-a acumulat în atmosferă. Acesta a fost GOE.

Oxigenul era toxic pentru majoritatea locuitorilor anaerobi ai Pământului la acea vreme. Pe măsură ce cianobacteriile produceau oxigen și își construiau stromatolitele, ele au schimbat mediul pentru alte protiste. Deoarece celelalte protiste nu aveau cum să se descurce cu oxigenul, majoritatea ar fi dispărut. O altă consecință a fost efectul oxigenului liber asupra metanului atmosferic, un gaz cu efect de seră. Reacția a eliminat metanul și a provocat glaciațiunea Huroniană, probabil cel mai lung episod de zăpadă de pe Pământ din toate timpurile. De atunci, oxigenul liber a fost o parte importantă a atmosferei.

O2 în atmosfera Pământului. Liniile roșii și verzi reprezintă intervalul de estimări, în timp ce timpul este măsurat în miliarde de ani în urmă (Ga). Etapa 1 (3,85-2,45 Ga): Practic nu există O 2în atmosferă. Etapa 2 (2,45-1,85 Ga): O 2produs, dar absorbit în oceane și în rocile de pe fundul mării. Etapa 3 (1,85-0,85 Ga): O 2începe să iasă din oceane, dar este absorbit de suprafețele terestre. Etapele 4 și 5 (0,85-prezent): O 2se scufundă plin și gazul se acumulează.

Sincronizare

Dovezile arată că oxigenul liber a fost produs pentru prima dată de organismele fotosintetice (procariote, mai târziu eucariote) care emiteau oxigen ca produs rezidual. Aceste organisme au trăit cu mult timp înainte de GOE, probabil acum 3500 milioane de ani (mya). Oxigenul pe care îl produceau ar fi fost rapid eliminat din atmosferă prin "rugina în masă" care a dus la depunerea formațiunilor de fier în benzi. Oxigenul a început să persiste în atmosferă în cantități mici doar cu puțin timp (~50 milioane de ani) înainte de începutul GOE. Fără o reducere, oxigenul s-ar fi acumulat foarte rapid. La ratele actuale de fotosinteză (care sunt mult mai mari decât cele din Precambrianul lipsit de plante terestre), nivelurile moderne de O atmosferic ₂ar putea fi produse în aproximativ 2.000 de ani.

Rezumat:

3.500 mya Eonul arhaic: producerea de oxigen de către cianobacterii în stromatolite.
Oxigenul determină depunerea fierului sub formă de oxizi de fier în formațiunile de fier în bandă.
c. 2.400 miha Era paleoproterozoică: oxigenul liber scapă în atmosferă, fiind absorbit în cea mai mare parte pe uscat.
c. 850 miha Era neoproterozoică: oxigenul începe să se acumuleze în atmosferă. Continuă să crească pe parcursul erei paleozoice până la nivelurile actuale.

Întrebări și răspunsuri

Î: Ce este Marele Eveniment de Oxigenare (GOE)?

R: GOE a fost crearea de oxigen liber în atmosfera noastră, cauzată de cianobacteriile care fac fotosinteză. A avut loc pe o perioadă lungă de timp, de acum trei miliarde de ani până acum aproximativ un miliard de ani.

Î: Cum a avut loc GOE?

R: Înainte de GOE, materia organică și fierul dizolvat captau chimic orice oxigen liber. Când nu a mai rămas suficient fier pentru a capta mai mult oxigen, oxigenul liber s-a acumulat în atmosferă, ceea ce a reprezentat GOE.

Î: Care au fost unele dintre consecințele GOE?

R: Oxigenul a fost toxic pentru majoritatea locuitorilor anaerobi ai Pământului la acea vreme, astfel că mulți au dispărut. De asemenea, oxigenul liber a reacționat cu metanul atmosferic, un gaz cu efect de seră, eliminându-l și provocând glaciațiunea huroniană - probabil cel mai lung episod de zăpadă de pe Pământ din toate timpurile. De atunci, oxigenul liber a fost o parte importantă a atmosferei noastre.

Î: Ce sunt stromatolitele?

R: Stromatolitele sunt structuri stratificate formate de cianobacterii care pot fi găsite în mediile cu apă puțin adâncă, cum ar fi lagunele și bălțile de maree. Acestea sunt create atunci când bacteriile prind particule de sedimente în straturile lor de mucus și formează covoare unele peste altele în timp.

Î: Cum a afectat fotosinteza Pământul înainte și după GOE?

R: Fotosinteza producea oxigen atât înainte, cât și după GOE; cu toate acestea, înainte de acesta, tot oxigenul liber era capturat de materia organică sau de fierul dizolvat, în timp ce, după aceea, o parte din oxigenul liber se putea acumula în atmosfera noastră din cauza lipsei de fier disponibil pentru a-l mai captura pe tot.

Î: Când a avut loc acest eveniment?

R: Marele eveniment de oxigenare a avut loc în urmă cu trei miliarde de ani până acum un miliard de ani.