Suuri hapetustapahtuma

Suuri hapettumistapahtuma (Great Oxygenation Event, GOE) oli vapaan hapen pääsy ilmakehään. Sen aiheuttivat fotosynteesiä tekevät syanobakteerit. Se kesti hyvin kauan, noin kolme miljardia vuotta sitten ja noin miljardi vuotta sitten.

Fotosynteesi tuotti happea sekä ennen suuntaisrakeista tuulivoimaa että sen jälkeen. Erona oli se, että ennen suuntaisrakeisen virtausnopeuden syntymistä orgaaninen aines ja liuennut rauta sitoivat kemiallisesti kaiken vapaan hapen. Maapallolla on paljon rautaa, ja raudan liukoisuus on suurempi kuin sen oksidien, joten valtamerissä oli paljon liuennutta rautaa. Se muuttui rautaoksidiksi ja muodosti valtavia kerrostumia arkean ja proterotsooisen kauden rautakivinä. Kun rautaa ei enää jäänyt riittävästi hapen sitomiseen, ilmakehään kertyi vapaata happea. Tämä oli GOE.

Happi oli tuolloin myrkyllistä useimmille maapallon anaerobisille asukkaille. Kun syanobakteerit tuottivat happea ja rakensivat stromatoliittejaan, ne muuttivat ympäristöä muiden protistien kannalta. Koska muilla protisteilla ei ollut keinoa käsitellä happea, useimmat olisivat kuolleet sukupuuttoon. Toinen seuraus oli vapaan hapen vaikutus ilmakehän metaaniin, joka on kasvihuonekaasu. Reaktio poisti metaanin ja aiheutti Huronian jääkauden, joka on mahdollisesti kaikkien aikojen pisin maapallon lumipallojakso. Vapaa happi on siitä lähtien ollut tärkeä osa ilmakehää.



O2:n kertyminen maapallon ilmakehään. Punaiset ja vihreät viivat kuvaavat arvioiden vaihteluväliä, kun taas aika on mitattu miljardeja vuosia sitten (Ga). Vaihe 1 (3,85-2,45 Ga): Ilmakehässä ei käytännössä ole O2:ta. Vaihe 2 (2,45-1,85 Ga): O2 tuotetaan, mutta imeytyy valtameriin ja merenpohjan kiviin. Vaihe 3 (1,85-0,85 Ga): O2 alkaa kaasuuntua valtameristä, mutta imeytyy maan pinnoille. Vaiheet 4 ja 5 (0,85 nykyhetki): O2 vajoaa täytettynä ja kaasu kerääntyy.Zoom
O2:n kertyminen maapallon ilmakehään. Punaiset ja vihreät viivat kuvaavat arvioiden vaihteluväliä, kun taas aika on mitattu miljardeja vuosia sitten (Ga). Vaihe 1 (3,85-2,45 Ga): Ilmakehässä ei käytännössä ole O2:ta. Vaihe 2 (2,45-1,85 Ga): O2 tuotetaan, mutta imeytyy valtameriin ja merenpohjan kiviin. Vaihe 3 (1,85-0,85 Ga): O2 alkaa kaasuuntua valtameristä, mutta imeytyy maan pinnoille. Vaiheet 4 ja 5 (0,85 nykyhetki): O2 vajoaa täytettynä ja kaasu kerääntyy.

Ajoitus

Todisteet osoittavat, että vapaata happea tuottivat ensin fotosynteettiset eliöt (prokaryoottiset, myöhemmin eukaryoottiset), jotka luovuttivat happea jätetuotteena. Nämä organismit elivät kauan ennen GOE:tä, ehkä 3500 miljoonaa vuotta sitten (mya). Niiden tuottama happi olisi nopeasti poistunut ilmakehästä "massaruostumisen" myötä, joka johti rautakautisten muodostumien kerrostumiseen. Happea alkoi säilyä ilmakehässä pieniä määriä vasta vähän (~50 miljoonaa vuotta) ennen GOE:n alkua. Ilman vedonpoistoa happi kasaantuisi hyvin nopeasti. Nykyisellä fotosynteesinopeudella (joka on paljon suurempi kuin maakasveista vapaan prekambrikauden aikana) nykyaikaiset ilmakehän happipitoisuudet voitaisiin tuottaa noin 2 000 vuodessa.

Yhteenveto:

  1. 3 500 mya Arkean eon: syanobakteerien hapentuotanto stromatoliiteissa.
  2. Happi aiheuttaa raudan kerrostumisen rautaoksideiksi rautamuodostumissa.
  3. c. 2 400 mya Paleoproterotsooinen kausi: vapaata happea karkaa ilmakehään, enimmäkseen imeytyy maalla.
  4. c. 850 mya Neoproterotsooinen kausi: happea alkaa kertyä ilmakehään. Hapen lisääntyminen jatkuu paleotsooisen kauden aikana nykyiselle tasolle.



Kysymyksiä ja vastauksia

K: Mikä on Suuri hapettumistapahtuma (Great Oxygenation Event, GOE)?


A: GOE oli vapaan hapen syntyminen ilmakehäämme, jonka syanobakteerit aiheuttivat fotosynteesiä tekemällä. Se tapahtui pitkän ajanjakson aikana, kolme miljardia vuotta sitten ja noin miljardi vuotta sitten.

K: Miten GOE tapahtui?


V: Ennen GOE:tä orgaaninen aines ja liuennut rauta sitoivat kemiallisesti kaiken vapaan hapen. Kun rautaa ei enää jäänyt riittävästi hapen sitomiseen, ilmakehään kertyi vapaata happea, mikä oli GOE.

K: Mitä seurauksia GOE:lla oli?


V: Happi oli myrkyllistä useimmille maapallon anaerobisille asukkaille tuolloin, joten monet kuolivat sukupuuttoon. Vapaa happi reagoi myös ilmakehän metaanin, kasvihuonekaasun, kanssa, jolloin se poistui ja aiheutti Huronian jäätiköitymisen - kenties pisimmän lumipallojakson maapallolla koskaan. Vapaa happi on siitä lähtien ollut tärkeä osa ilmakehäämme.

K: Mitä on stromatoliitit?


V: Stromatoliitit ovat syanobakteerien muodostamia kerrostuneita rakenteita, joita esiintyy matalissa vesiympäristöissä, kuten laguuneissa ja vuorovesialtaissa. Ne syntyvät, kun bakteerit pidättävät sedimenttihiukkasia limakerroksiinsa ja muodostavat ajan myötä mattoja toistensa päälle.

Kysymys: Miten fotosynteesi vaikutti maapalloon ennen ja jälkeen GOE:n?


V: Fotosynteesi tuotti happea sekä ennen että jälkeen GOE:n. Ennen sitä kaikki vapaa happi kuitenkin sitoutui orgaaniseen ainekseen tai liuenneeseen rautaan, kun taas sen jälkeen ilmaista happea saattoi kerääntyä ilmakehään, koska rautaa ei enää ollut käytettävissä kaiken sitomiseen.

Kysymys: Milloin tämä tapahtuma tapahtui?



V: Suuri hapettumistapahtuma tapahtui kolme miljardia vuotta sitten ja noin miljardi vuotta sitten välisenä aikana.

AlegsaOnline.com - 2020 / 2023 - License CC3