Nagy oxigenizációs esemény
A Nagy Oxigénezési Esemény (Great Oxygenation Event, GOE) a szabad oxigén légkörünkbe való bevezetése volt. Ezt a fotoszintézist végző cianobaktériumok okozták. Nagyon hosszú ideig tartott, körülbelül hárommilliárd évvel ezelőttől körülbelül egymilliárd évvel ezelőttig.
A fotoszintézis mind az irányított irányított áramlás előtt, mind pedig utána oxigént termelt. A különbség az volt, hogy a GOE előtt a szerves anyag és az oldott vas kémiailag lekötötte a szabad oxigént. A Földön sok vas van, és a vas oldhatósága nagyobb, mint az oxidjaié, ezért az óceánokban sok volt az oldott vas. Ez vas-oxiddá vált, és hatalmas lerakódásokat hozott létre sávos vaskőzetként az archeum és a proterozoikum korszakaiban. Amikor nem maradt elég vas a további oxigén megkötéséhez, a szabad oxigén felhalmozódott a légkörben. Ez volt a GOE.
Az oxigén akkoriban mérgező volt a Föld legtöbb anaerob lakója számára. Ahogy a cianobaktériumok oxigént termeltek, és felépítették a sztromatolitjaikat, megváltoztatták a környezetet a többi protista számára. Mivel a többi protista nem tudott megbirkózni az oxigénnel, a legtöbbjük kihalt volna. A másik következmény a szabad oxigénnek a légköri metánra, az üvegházhatású gázra gyakorolt hatása volt. A reakció eltávolította a metánt, és ez okozta a huroniai eljegesedést, a Föld valószínűleg leghosszabb hófúvásos epizódját. A szabad oxigén azóta is fontos része a légkörnek.
O2-felhalmozódás a Föld légkörében. A piros és zöld vonalak a becslések tartományát jelölik, míg az időt több milliárd évvel ezelőtt (Ga) mérik. 1. szakasz (3,85-2,45 Ga): Gyakorlatilag nincs O2 a légkörben. 2. szakasz (2,45-1,85 Ga): O2 keletkezett, de az óceánok és a tengerfenék kőzetében elnyelődött. 3. szakasz (1,85-0,85 Ga): Az O2 elkezd gázosodni az óceánokból, de a szárazföldi felszínek elnyelik. 4. és 5. szakasz (0,85-jelen): Az O2 feltöltődve süllyed, és a gáz felhalmozódik.
Időzítés
A bizonyítékok szerint a szabad oxigént először fotoszintetikus (prokarióta, később eukarióta) szervezetek állították elő, amelyek az oxigént hulladéktermékként bocsátották ki. Ezek a szervezetek jóval az GOE előtt éltek, talán 3500 millió évvel ezelőtt (mya). Az általuk termelt oxigén gyorsan eltűnt volna a légkörből a "tömeges rozsdásodás" révén, amely a sávos vas képződmények lerakódásához vezetett. Az oxigén csak röviddel (~50 millió évvel) a GOE kezdete előtt kezdett kis mennyiségben megmaradni a légkörben. Leszívás nélkül az oxigén nagyon gyorsan felhalmozódna. A fotoszintézis mai sebességével (amely sokkal nagyobb, mint a szárazföldi növények nélküli prekambriumban) a mai légköri O2-szint körülbelül 2000 év alatt keletkezhetne.
Összefoglaló:
- 3500 mya Archaeus eon: oxigéntermelés cianobaktériumok által a sztromatolitokban.
- Az oxigén hatására a vas vas-oxidok a sávos vasképződményekben lerakódnak.
- c. 2400 mya paleoproterozoikum: szabad oxigén kerül a légkörbe, a szárazföldön nagyrészt felszívódik.
- c. 850 mya Neoproterozoikum: az oxigén elkezd felhalmozódni a légkörben. A paleozoikum során tovább növekszik a mai szintekig.
Kérdések és válaszok
K: Mi az a Nagy Oxigénhiányos Esemény (Great Oxygenation Event, GOE)?
V: A GOE a szabad oxigén keletkezése volt a légkörünkben, amit a fotoszintézist végző cianobaktériumok okoztak. Hosszú időn keresztül zajlott, hárommilliárd évvel ezelőttől körülbelül egymilliárd évvel ezelőttig.
K: Hogyan történt a GOE?
V: A GOE előtt a szerves anyag és az oldott vas kémiai úton lekötötte a szabad oxigént. Amikor nem maradt elég vas a további oxigén megkötéséhez, a szabad oxigén felhalmozódott a légkörben, ez volt az GOE.
K: Milyen következményei voltak a GOE-nek?
V: Az oxigén mérgező volt a Föld akkori anaerob lakói számára, ezért sokan kihaltak. A szabad oxigén emellett reakcióba lépett a légköri metánnal, az üvegházhatású gázzal, eltávolítva azt, és huroniai eljegesedést okozva - talán a Föld valaha volt leghosszabb hógolyós epizódját. A szabad oxigén azóta is fontos része légkörünknek.
K: Mi az a sztromatolit?
V: A sztromatolitok cianobaktériumok által alkotott réteges szerkezetek, amelyek sekélyvízi környezetben, például lagúnákban és árapálymedencékben találhatók. Akkor jönnek létre, amikor a baktériumok nyálkarétegeikben üledékrészecskéket zárnak be, és idővel egymáson szőnyegeket képeznek.
K: Hogyan hatott a fotoszintézis a Földre a GOE előtt és után?
V: A fotoszintézis a GOE előtt és után is termelt oxigént; azonban előtte minden szabad oxigént szerves anyag vagy oldott vas kötött le, míg utána némi szabad oxigén halmozódhatott fel a légkörünkben, mivel nem állt rendelkezésre többé vas a megkötésére.
K: Mikor történt ez az esemény?
V: A Nagy Oxigénesemény hárommilliárd évvel ezelőtt és körülbelül egymilliárd évvel ezelőtt között zajlott le.
