Gezegenimiz, 4,5 milyar yıldan uzun süredir dinamik olarak gelişen karmaşık bir sistemdir. Bu sistemin tüm bileşenleri (Dünya'nın katı gövdesi, hidrosfer, atmosfer, biyosfer), birbirleriyle etkileşime girerek, karmaşık, bazen belirgin olmayan bir ilişki içinde sürekli olarak değişti. Modern Dünya, bu uzun evrimin bir ara sonucudur.
Dünyanın olduğu sistemin en önemli bileşenlerinden biri - litosfer, su kabuğu ve biyosfer ve güneş radyasyonu ile doğrudan temas halinde olan atmosfer. Gezegenimizin gelişiminin bazı aşamalarında, atmosfer, geniş kapsamlı sonuçları olan çok önemli değişiklikler geçirdi. Böyle bir küresel değişime oksijen felaketi denir. Bu olayın Dünya tarihindeki önemi son derece büyüktür. Sonuçta, gezegendeki yaşamın daha da gelişmesi onunla bağlantılıydı.
Oksijen felaketi nedir
Terim, 20. yüzyılın ikinci yarısının başında, Prekambriyen sedimantasyon süreçlerinin incelenmesine dayalı olarak ortaya çıktı. Oksijen içeriğinde mevcut miktarının %1'ine kadar ani artış hakkında sonuç (Pasteur noktaları). Sonuç olarak, atmosfer sürekli oksitleyici bir karakter kazandı. Bu da enzimatik fermantasyon (glikoliz) yerine çok daha verimli oksijen solunumu kullanan yaşam formlarının gelişmesine yol açtı.
Modern araştırmalar, Arkean-Proterozoyik sınırından önce ve sonra Dünya'daki oksijen içeriğinin önemli ölçüde dalgalandığını ve genel olarak atmosfer tarihinin öncekinden çok daha karmaşık olduğunu gösteren, daha önce var olan teoride önemli iyileştirmeler yaptı. düşündüm.
Antik atmosfer ve ilkel yaşamın faaliyetleri
Atmosferin birincil bileşimi mutlak doğrulukla belirlenemez ve o dönemde sabit olması pek olası değildi, ancak volkanik gazlara ve bunların kayalarla etkileşimlerinin ürünlerine dayandığı açık. Dünya yüzeyinden. Aralarında oksijen olmaması önemlidir - volkanik bir ürün değildir. Erken atmosfer bu nedenle onarıcıydı. Neredeyse tüm atmosferik oksijen biyojenik kökenlidir.
Jeokimyasal ve güneşlenme koşulları muhtemelen matların oluşumuna katkıda bulundu - prokaryotik organizmaların katmanlı toplulukları ve bunlardan bazıları zaten fotosentez yapabilirdi (ilk olarak oksijensiz, örneğin hidrojen sülfüre dayalı). Çok yakında, görünüşe göre Archean'ın ilk yarısında, siyanobakteriler yüksek enerjili oksijen fotosentezinde ustalaştı,Dünyadaki oksijen felaketinin adını alan sürecin suçlusu oldu.
Arkean'da su, atmosfer ve oksijen
İlkel peyzajın öncelikle, bitki eksikliğinden dolayı arazinin yoğun erozyonu nedeniyle o dönem için istikrarlı bir kara-deniz sınırından bahsetmenin pek meşru olmaması gerçeğiyle ayırt edildiği unutulmamalıdır.. Siyanobakteriyel matların varlığı için koşullar böyleydi, genellikle son derece istikrarsız bir kıyı şeridi ile sular altında kalan geniş alanları hayal etmek daha doğru olurdu.
Onlar tarafından salınan oksijen - atık ürünler - okyanusa ve daha sonra da Dünya atmosferinin üst katmanlarına girdi. Suda, başta demir olmak üzere atmosferdeki çözünmüş metalleri oksitledi - bunun bir parçası olan gazlar. Ek olarak, organik maddenin oksidasyonu için harcandı. Oksijen birikimi olmadı, sadece konsantrasyonunda yerel artışlar meydana geldi.
Oksitleyici bir atmosferin uzun süreli oluşumu
Şu anda, Archean'ın sonundaki oksijen dalgalanması, Dünya'nın tektonik rejimindeki değişikliklerle (gerçek kıtasal kabuğun oluşumu ve levha tektoniğinin oluşumu) ve volkanik aktivitenin doğasındaki değişiklikle ilişkilidir. onlara. Sera etkisinin azalmasına ve 2,1 ila 2,4 milyar yıl süren uzun bir Huron buzullaşmasına neden oldu. Ayrıca, sıçramayı (yaklaşık 2 milyar yıl önce) oksijen içeriğinde, nedenleri hala belirsiz olan bir düşüşün izlediği de bilinmektedir.
Neredeyse tüm Proterozoik boyunca, 800 milyon yıl öncesine kadar, atmosferdeki oksijen konsantrasyonu dalgalandı, ancak ortalama olarak çok düşük kaldı, ancak Archean'dan zaten daha yüksek. Atmosferin böylesine kararsız bir bileşiminin sadece biyolojik aktivite ile değil, aynı zamanda büyük ölçüde tektonik olaylar ve volkanizma rejimi ile de ilişkili olduğu varsayılmaktadır. Dünya tarihindeki oksijen felaketinin neredeyse 2 milyar yıla yayıldığını söyleyebiliriz - bu bir olaydan çok uzun ve karmaşık bir süreçti.
Yaşam ve oksijen
Okyanusta ve atmosferde fotosentezin bir yan ürünü olarak serbest oksijenin ortaya çıkması, bu zehirli gazı yaşamda özümseyebilen ve kullanabilen aerobik organizmaların gelişmesine yol açmıştır. Bu, oksijenin bu kadar uzun bir süre birikmediğini kısmen açıklıyor: yaşam formları onu kullanmak için oldukça hızlı ortaya çıktı.
Arkean-Proterozoik sınırındaki oksijen patlaması, organik döngüden geçen karbonun bir izotop anomalisi olan Lomagundi-Yatulian olayı olarak adlandırılan olayla ilişkilidir. Bu artışın, yaklaşık 2,1 milyar yıl öncesine tarihlenen ve sözde Dünya üzerindeki ilk ilkel çok hücreli organizmaları içeren Francville biyotasında örneklendiği gibi, erken aerobik yaşamın yükselişine yol açması mümkündür.
Yakında, daha önce belirtildiği gibi, oksijen içeriği düştü ve ardından oldukça düşük değerlerde dalgalandı. Belki oksijen tüketiminin artmasına neden olan bir yaşam parlaması,hangisi hala çok küçüktü, bu sonbaharda belli bir rol oynadı? Ancak gelecekte, aerobik yaşamın oldukça rahat bir şekilde var olduğu ve “çok hücreli seviyeye ulaşmak” için tekrarlanan girişimlerde bulunduğu bir tür “oksijen cepleri” ortaya çıkmak zorundaydı.
Oksijen felaketinin sonuçları ve önemi
Yani, atmosferin bileşimindeki küresel değişiklikler, ortaya çıktığı gibi, felaket değildi. Ancak bunların sonuçları gezegenimizi gerçekten kökten değiştirdi.
Yaşam aktivitelerini yüksek verimli oksijen solunumu üzerine kuran yaşam formları ortaya çıktı ve bu da biyosferin sonraki kalitatif komplikasyonu için ön koşulları yarattı. Buna karşılık, Dünya atmosferinin ozon tabakasının oluşumu olmadan mümkün olmazdı - bu, atmosferde serbest oksijenin ortaya çıkmasının bir başka sonucu.
Ayrıca, birçok anaerobik organizma, habitatlarında bu agresif gazın varlığına uyum sağlayamadı ve öldü, diğerleri ise kendilerini oksijensiz "ceplerde" var olmakla sınırlamak zorunda kaldı. Sovyet ve Rus bilim adamı mikrobiyolog G. A. Zavarzin'in mecazi ifadesine göre, oksijen felaketinin bir sonucu olarak biyosfer “tersine döndü”. Bunun sonucu, Proterozoik'in sonunda çok hücreli yaşamın nihai oluşumuyla sonuçlanan ikinci büyük oksijen olayıydı.
