Що таке киснева катастрофа

Термін виник на початку другої половини XX століття, коли на основі вивчення процесів докембрійського накопичення опадів був зроблений висновок про стрибкоподібному підвищенні вмісту кисню до 1% від сучасного його кількості (точки Пастера). В результаті атмосфера прийняла стійко окислювальний характер. Це, в свою чергу, призвело до розвитку форм життя, що використовують замість ферментативного бродіння (гліколізу) значно більш ефективне кисневе дихання.

Киснева катастрофа в історії Землі

Сучасні дослідження внесли істотні уточнення в раніше існуючу теорію, показавши, що вміст кисню на Землі і до, і після кордону архею і протерозою значно коливалося, і в цілому історія атмосфери набагато складніше, ніж уявлялося раніше.

Найдавніша атмосфера і діяльність примітивного життя

Первинний склад атмосфери не можна встановити з абсолютною точністю, та й навряд чи він був в ту епоху постійним, проте ясно, що основу його складали вулканічні гази і продукти їх взаємодії з породами земної поверхні. Важливо не тільки те обставина, що серед них не могло бути кисню – він не є вулканічним продуктом. Рання атмосфера, таким чином, була відновної. Практично весь кисень атмосфери має биогенное походження.

Геохімічна і Інсоляціонний обстановки, ймовірно, сприяли формуванню матів – слойчатость спільнот прокаріотних організмів, причому деякі з них вже могли здійснювати фотосинтез (спочатку аноксигенний, наприклад, на основі сірководню). Досить скоро, мабуть, уже в першій половині архею, ціанобактерії освоїли високоенергетичний кисневий фотосинтез, який і став винуватцем процесу, що одержав назву кисневої катастрофи на Землі.

Вода, атмосфера і кисень в археї

Необхідно пам’ятати, що примітивний ландшафт відрізнявся перш за все тим, що навряд чи правомірно говорити про стійку кордоні «суша – море» для тієї епохи через інтенсивне розмиву суші внаслідок відсутності рослин. Правильніше буде уявити собі часто затоплюються великі ділянки з вкрай мінливою береговою лінією, такими були умови існування ціанобактеріальних матів.

Виділений ними кисень – відходи життєдіяльності – надходив в океан і в нижні, а потім і в верхні шари атмосфери Землі. У воді він окислюється розчинені метали, перш за все залізо, в атмосфері – гази, що входили до її складу. Крім того, він витрачався на окислення органіки. Ніякого накопичення кисню не відбувалося, мали місце лише локальні підвищення його концентрації.

Довге становлення окисної атмосфери

В даний час кисневий стрибок кінця архею пов’язують зі змінами в тектонічному режимі Землі (формування справжньої континентальної кори і становлення тектоніки плит) і викликаним ними зміною характеру вулканічної активності. Наслідком його стало зниження парникового ефекту і тривалий Гуронское заледеніння, тяглися від 2,1 до 2,4 млрд років. Відомо також, що слідом за стрибком (приблизно 2 млрд років тому) було падіння вмісту кисню, причини якого поки неясні.

Протягом майже всього протерозою, до 800 млн років тому, концентрація кисню в атмосфері коливалася, залишаючись, проте, в середньому досить низькою, хоча вже і вище, ніж в археї. Передбачається, що подібний нестійкий склад атмосфери пов’язаний не тільки з біологічної діяльністю, а й значною мірою з тектонічними явищами і режимом вулканізму. Можна сказати, що киснева катастрофа в історії Землі розтягнулася майже на 2 мільярди років – це було не стільки подія, скільки тривалий складний процес.

Посилання на основну публікацію