Planet kita ialah sistem kompleks yang telah berkembang secara dinamik selama lebih daripada 4.5 bilion tahun. Semua komponen sistem ini (badan pepejal Bumi, hidrosfera, atmosfera, biosfera), berinteraksi antara satu sama lain, terus berubah dalam hubungan yang kompleks, kadang-kadang tidak jelas. Bumi moden adalah hasil perantaraan daripada evolusi yang panjang ini.
Salah satu komponen sistem yang paling penting iaitu Bumi - atmosfera, yang bersentuhan langsung dengan litosfera, dan dengan cangkerang air, dan dengan biosfera, dan dengan sinaran suria. Pada beberapa peringkat pembangunan planet kita, atmosfera telah mengalami perubahan yang sangat ketara dengan akibat yang meluas. Satu perubahan global sedemikian dipanggil malapetaka oksigen. Kepentingan peristiwa ini dalam sejarah Bumi adalah sangat besar. Lagipun, dengan dialah perkembangan selanjutnya kehidupan di planet ini dihubungkan.
Apakah itu malapetaka oksigen
Istilah ini timbul pada awal separuh kedua abad ke-20, apabila, berdasarkan kajian proses pemendapan Precambrian,kesimpulan tentang peningkatan mendadak dalam kandungan oksigen sehingga 1% daripada jumlah semasa (mata Pasteur). Akibatnya, atmosfera mempunyai sifat pengoksidaan yang berterusan. Ini seterusnya membawa kepada perkembangan bentuk hidupan yang menggunakan respirasi oksigen yang lebih cekap berbanding penapaian enzimatik (glikolisis).
Penyelidikan moden telah membuat penambahbaikan yang ketara kepada teori yang sedia ada sebelum ini, menunjukkan bahawa kandungan oksigen di Bumi sebelum dan selepas sempadan Archean-Proterozoic turun naik dengan ketara, dan secara amnya sejarah atmosfera adalah jauh lebih rumit daripada sebelumnya. fikir.
Suasana kuno dan aktiviti kehidupan primitif
Komposisi utama atmosfera tidak dapat ditentukan dengan ketepatan mutlak, dan tidak mungkin ia tetap pada era itu, tetapi jelas bahawa ia adalah berdasarkan gas gunung berapi dan hasil interaksinya dengan batuan. daripada permukaan bumi. Adalah penting bahawa di antara mereka tidak mungkin ada oksigen - ia bukan hasil gunung berapi. Oleh itu, suasana awal adalah memulihkan. Hampir semua oksigen atmosfera adalah berasal dari biogenik.
Keadaan geokimia dan insolasi mungkin menyumbang kepada pembentukan tikar - komuniti berlapis organisma prokariotik, dan sebahagian daripada mereka sudah boleh menjalankan fotosintesis (anoksigenik pertama, contohnya, berdasarkan hidrogen sulfida). Tidak lama kemudian, nampaknya sudah pada separuh pertama Archean, cyanobacteria menguasai fotosintesis oksigen tenaga tinggi,yang menjadi punca proses itu, yang menerima nama malapetaka oksigen di Bumi.
Air, atmosfera dan oksigen di Archean
Perlu diingat bahawa landskap primitif dibezakan terutamanya oleh fakta bahawa hampir tidak sah untuk bercakap tentang sempadan darat-laut yang stabil untuk era itu disebabkan oleh hakisan intensif tanah akibat kekurangan tumbuhan.. Adalah lebih tepat untuk membayangkan kawasan yang luas sering dibanjiri dengan garis pantai yang sangat tidak stabil, begitulah keadaan untuk kewujudan tikar sianobakteria.
Oksigen yang dikeluarkan oleh mereka - bahan buangan - memasuki lautan dan ke bahagian bawah, dan kemudian ke lapisan atas atmosfera Bumi. Di dalam air, dia mengoksidakan logam terlarut, terutamanya besi, di atmosfera - gas yang merupakan sebahagian daripadanya. Di samping itu, ia dibelanjakan untuk pengoksidaan bahan organik. Tiada pengumpulan oksigen berlaku, hanya peningkatan tempatan dalam kepekatannya berlaku.
Penubuhan lama suasana pengoksidaan
Pada masa ini, lonjakan oksigen di hujung Archean dikaitkan dengan perubahan dalam rejim tektonik Bumi (pembentukan kerak benua sebenar dan pembentukan plat tektonik) dan perubahan sifat aktiviti gunung berapi yang disebabkan oleh mereka. Ia mengakibatkan penurunan dalam kesan rumah hijau dan glasiasi Huron yang panjang, yang berlangsung dari 2.1 hingga 2.4 bilion tahun. Ia juga diketahui bahawa lompatan itu (kira-kira 2 bilion tahun yang lalu) diikuti dengan penurunan kandungan oksigen, sebabnya masih tidak jelas.
Semasa hampir keseluruhan Proterozoik, sehingga 800 juta tahun yang lalu, kepekatan oksigen di atmosfera berubah-ubah, bagaimanapun, kekal secara purata sangat rendah, walaupun sudah lebih tinggi daripada di Archean. Diandaikan bahawa komposisi atmosfera yang tidak stabil itu dikaitkan bukan sahaja dengan aktiviti biologi, tetapi juga sebahagian besarnya dengan fenomena tektonik dan rejim gunung berapi. Kita boleh katakan bahawa malapetaka oksigen dalam sejarah Bumi berlaku selama hampir 2 bilion tahun - ia bukanlah satu peristiwa tetapi proses yang kompleks yang panjang.
Kehidupan dan oksigen
Kemunculan oksigen bebas di lautan dan atmosfera sebagai hasil sampingan fotosintesis telah membawa kepada perkembangan organisma aerobik yang mampu mengasimilasikan dan menggunakan gas toksik ini dalam kehidupan. Ini sebahagiannya menerangkan fakta bahawa oksigen tidak terkumpul untuk tempoh yang begitu lama: bentuk kehidupan muncul agak cepat untuk menggunakannya.
Oksigen pecah di sempadan Archean-Proterozoic berkorelasi dengan apa yang dipanggil peristiwa Lomagundi-Yatulian, anomali isotop karbon yang telah melalui kitaran organik. Ada kemungkinan bahawa lonjakan ini membawa kepada kebangkitan kehidupan aerobik awal, seperti yang ditunjukkan oleh biota Francville bertarikh kira-kira 2.1 bilion tahun yang lalu, yang termasuk kononnya organisma multiselular primitif pertama di Bumi.
Tidak lama kemudian, seperti yang telah dinyatakan, kandungan oksigen menurun dan kemudian turun naik di sekitar nilai yang agak rendah. Mungkin kilat kehidupan yang menyebabkan peningkatan penggunaan oksigen,yang masih sangat kecil, memainkan peranan tertentu pada musim gugur ini? Walau bagaimanapun, pada masa hadapan, beberapa jenis "poket oksigen" pasti akan timbul, di mana kehidupan aerobik wujud dengan agak selesa dan membuat percubaan berulang untuk "mencapai tahap multiselular."
Akibat dan kepentingan malapetaka oksigen
Jadi, perubahan global dalam komposisi atmosfera tidak, ternyata, bencana. Walau bagaimanapun, akibat daripadanya benar-benar mengubah planet kita secara radikal.
Bentuk kehidupan muncul yang membina aktiviti hidup mereka pada pernafasan oksigen yang sangat cekap, yang mewujudkan prasyarat untuk komplikasi kualitatif biosfera seterusnya. Sebaliknya, ia tidak mungkin berlaku tanpa pembentukan lapisan ozon atmosfera Bumi - akibat lain daripada penampilan oksigen bebas di dalamnya.
Selain itu, banyak organisma anaerobik tidak dapat menyesuaikan diri dengan kehadiran gas agresif ini di habitat mereka dan mati, manakala yang lain terpaksa menghadkan diri mereka untuk kewujudan dalam "poket" bebas oksigen. Menurut ungkapan kiasan saintis Soviet dan Rusia, ahli mikrobiologi G. A. Zavarzin, biosfera "berpaling ke dalam" akibat malapetaka oksigen. Akibat daripada ini ialah peristiwa oksigen kedua yang hebat pada penghujung Proterozoik, yang mengakibatkan pembentukan akhir kehidupan multiselular.
