Ang ating planeta ay isang kumplikadong sistema na dynamic na umuunlad nang higit sa 4.5 bilyong taon. Ang lahat ng mga bahagi ng sistemang ito (ang solidong katawan ng Earth, hydrosphere, atmospera, biosphere), na nakikipag-ugnayan sa isa't isa, patuloy na nagbabago sa isang kumplikado, kung minsan ay hindi malinaw na relasyon. Ang modernong Earth ay isang intermediate na resulta ng mahabang ebolusyon na ito.
Isa sa pinakamahalagang bahagi ng system kung ano ang Earth - ang atmospera, na direktang nakikipag-ugnayan sa lithosphere, at sa shell ng tubig, at sa biosphere, at sa solar radiation. Sa ilang mga yugto ng pag-unlad ng ating planeta, ang kapaligiran ay sumailalim sa napakalaking pagbabago na may malalayong kahihinatnan. Ang isa sa gayong pandaigdigang pagbabago ay tinatawag na oxygen na sakuna. Ang kahalagahan ng kaganapang ito sa kasaysayan ng Earth ay napakahusay. Pagkatapos ng lahat, sa kanya na ang karagdagang pag-unlad ng buhay sa planeta ay konektado.
Ano ang oxygen catastrophe
Ang termino ay lumitaw sa simula ng ikalawang kalahati ng ika-20 siglo, nang, batay sa pag-aaral ng mga proseso ng Precambrian sedimentation,konklusyon tungkol sa biglaang pagtaas ng nilalaman ng oxygen hanggang sa 1% ng kasalukuyang halaga nito (Pasteur points). Bilang isang resulta, ang kapaligiran ay ipinapalagay ang isang patuloy na oxidizing character. Ito naman ay humantong sa pagbuo ng mga anyo ng buhay na gumagamit ng mas mahusay na paghinga ng oxygen sa halip na enzymatic fermentation (glycolysis).
Ang modernong pananaliksik ay gumawa ng makabuluhang mga pagpipino sa dati nang umiiral na teorya, na nagpapakita na ang nilalaman ng oxygen sa Earth bago at pagkatapos ng hangganan ng Archean-Proterozoic ay malaki ang pagbabago, at sa pangkalahatan ang kasaysayan ng atmospera ay mas kumplikado kaysa dati. naisip.
Sinaunang kapaligiran at mga aktibidad ng primitive na buhay
Ang pangunahing komposisyon ng atmospera ay hindi maitatag nang may ganap na katumpakan, at hindi malamang na ito ay pare-pareho sa panahong iyon, ngunit malinaw na ito ay batay sa mga gas ng bulkan at mga produkto ng kanilang pakikipag-ugnayan sa mga bato. ng ibabaw ng lupa. Ito ay makabuluhan na sa kanila ay hindi maaaring maging oxygen - ito ay hindi isang produkto ng bulkan. Ang maagang kapaligiran ay kaya't nakapagpapanumbalik. Halos lahat ng atmospheric oxygen ay biogenic na pinagmulan.
Ang geochemical at insolation na kondisyon ay malamang na nag-ambag sa pagbuo ng mga banig - layered na komunidad ng mga prokaryotic organism, at ang ilan sa mga ito ay maaari nang magsagawa ng photosynthesis (unang anoxygenic, halimbawa, batay sa hydrogen sulfide). Sa lalong madaling panahon, tila nasa unang kalahati ng Archean, pinagkadalubhasaan ng cyanobacteria ang high-energy oxygen photosynthesis,na naging salarin ng proseso, na tumanggap ng pangalan ng oxygen na sakuna sa Earth.
Tubig, atmospera at oxygen sa Archean
Dapat alalahanin na ang primitive na tanawin ay nakilala lalo na sa katotohanan na hindi lehitimo na magsalita tungkol sa isang matatag na hangganan ng lupa-dagat para sa panahong iyon dahil sa matinding pagguho ng lupa dahil sa kakulangan ng mga halaman.. Mas tamang isipin ang malalawak na lugar na kadalasang binabaha ng isang hindi matatag na baybayin, tulad ng mga kondisyon para sa pagkakaroon ng cyanobacterial mat.
Ang oxygen na inilabas nila - mga basura - ay pumasok sa karagatan at sa ibaba, at pagkatapos ay sa itaas na mga layer ng kapaligiran ng Earth. Sa tubig, na-oxidize niya ang mga natunaw na metal, pangunahin ang bakal, sa atmospera - ang mga gas na bahagi nito. Bilang karagdagan, ginugol ito sa oksihenasyon ng organikong bagay. Walang akumulasyon ng oxygen na naganap, tanging lokal na pagtaas sa konsentrasyon nito ang naganap.
Matagal na pagtatatag ng isang oxidizing atmosphere
Sa kasalukuyan, ang oxygen surge ng dulo ng Archean ay nauugnay sa mga pagbabago sa tectonic regime ng Earth (pagbuo ng tunay na continental crust at pagbuo ng plate tectonics) at ang pagbabago sa kalikasan ng aktibidad ng bulkan na dulot ng sila. Nagresulta ito sa pagbaba sa greenhouse effect at isang mahabang Huron glaciation, na tumagal mula 2.1 hanggang 2.4 bilyong taon. Alam din na ang pagtalon (mga 2 bilyong taon na ang nakalilipas) ay sinundan ng pagbaba ng nilalaman ng oxygen, na hindi pa rin malinaw ang mga dahilan nito.
Sa halos buong Proterozoic, hanggang 800 milyong taon na ang nakalilipas, ang konsentrasyon ng oxygen sa atmospera ay nagbabago, nananatili, gayunpaman, sa karaniwan ay napakababa, bagaman mas mataas na kaysa sa Archean. Ipinapalagay na ang gayong hindi matatag na komposisyon ng kapaligiran ay nauugnay hindi lamang sa biological na aktibidad, kundi pati na rin sa isang malaking lawak sa mga tectonic phenomena at ang rehimen ng bulkan. Masasabi nating ang sakuna ng oxygen sa kasaysayan ng Earth ay umabot ng halos 2 bilyong taon - hindi ito isang kaganapan kundi isang mahabang kumplikadong proseso.
Buhay at oxygen
Ang paglitaw ng libreng oxygen sa karagatan at atmospera bilang isang by-product ng photosynthesis ay humantong sa pagbuo ng mga aerobic organism na may kakayahang mag-asimilate at gumamit ng nakakalason na gas na ito sa buhay. Ito ay bahagyang nagpapaliwanag sa katotohanan na ang oxygen ay hindi naipon sa loob ng mahabang panahon: ang mga anyo ng buhay ay lumitaw nang medyo mabilis upang magamit ito.
Ang pagsabog ng oxygen sa hangganan ng Archean-Proterozoic ay nauugnay sa tinatawag na Lomagundi-Yatulian na kaganapan, isang isotope anomaly ng carbon na dumaan sa organic cycle. Posible na ang pag-alon na ito ay humantong sa pag-usbong ng maagang aerobic na buhay, gaya ng ipinakita ng Francville biota na may petsang humigit-kumulang 2.1 bilyong taon na ang nakararaan, na kinabibilangan ng diumano'y ang mga unang primitive na multicellular na organismo sa Earth.
Hindi nagtagal, tulad ng nabanggit na, bumaba ang nilalaman ng oxygen at pagkatapos ay nag-iba-iba sa medyo mababang halaga. Marahil isang flash ng buhay na nagdulot ng mas mataas na pagkonsumo ng oxygen,na napakaliit pa rin, ay gumanap ng isang tiyak na papel sa taglagas na ito? Sa hinaharap, gayunpaman, ang ilang uri ng "mga bulsa ng oxygen" ay tiyak na lilitaw, kung saan ang aerobic na buhay ay umiral nang kumportable at gumawa ng paulit-ulit na pagtatangka na "maabot ang multicellular level."
Mga kahihinatnan at kahalagahan ng oxygen catastrophe
Kaya, ang mga pandaigdigang pagbabago sa komposisyon ng atmospera ay hindi naging sakuna. Gayunpaman, ang mga kahihinatnan ng mga ito ay talagang binago ang ating planeta.
Lumabas ang mga anyo ng buhay na bumubuo sa kanilang aktibidad sa buhay sa napakahusay na paghinga ng oxygen, na lumikha ng mga paunang kondisyon para sa kasunod na qualitative complication ng biosphere. Sa kabilang banda, hindi ito magiging posible kung wala ang pagbuo ng ozone layer ng atmospera ng Earth - isa pang resulta ng paglitaw ng libreng oxygen dito.
Sa karagdagan, maraming mga anaerobic na organismo ang hindi makaangkop sa pagkakaroon ng agresibong gas na ito sa kanilang tirahan at namatay, habang ang iba ay napilitang limitahan ang kanilang sarili sa pag-iral sa walang oxygen na "mga bulsa". Ayon sa makasagisag na pagpapahayag ng siyentipikong Sobyet at Ruso, ang microbiologist na si G. A. Zavarzin, ang biosphere ay "lumingon sa loob" bilang isang resulta ng sakuna ng oxygen. Ang kinahinatnan nito ay ang pangalawang mahusay na kaganapan sa oxygen sa pagtatapos ng Proterozoic, na nagresulta sa panghuling pagbuo ng multicellular life.
