Stor syretillförselhändelse
Den stora syretillförseln (Great Oxygenation Event, GOE) var införandet av fritt syre i vår atmosfär. Det orsakades av cyanobakterier som utförde fotosyntes. Det tog mycket lång tid, från cirka tre miljarder år sedan till cirka en miljard år sedan.
Fotosyntesen producerade syre både före och efter GOE. Skillnaden var att före den GOE fångade organiskt material och löst järn kemiskt allt fritt syre. Jorden har mycket järn, och järn har högre löslighet än dess oxider, så oceanerna hade mycket löst järn. Det blev till järnoxid och skapade enorma avlagringar i form av bandad järnsten från arkeiska och proterozoiska eror. När det inte fanns tillräckligt med järn kvar för att fånga in mer syre ackumulerades fritt syre i atmosfären. Detta var GOE.
Syre var giftigt för de flesta av jordens anaeroba invånare på den tiden. När cyanobakterierna producerade syre och byggde sina stromatoliter förändrade de miljön för andra protister. Eftersom de andra protisterna inte hade något sätt att hantera syre skulle de flesta ha dött ut. En annan konsekvens var effekten av fritt syre på atmosfärisk metan, en växthusgas. Reaktionen avlägsnade metanet och orsakade den huroniska istiden, som möjligen är den längsta snöbollsepisoden på jorden någonsin. Fritt syre har varit en viktig del av atmosfären sedan dess.
Uppbyggnad av O2 i jordens atmosfär. Röda och gröna linjer representerar intervallet för uppskattningarna medan tiden mäts i miljarder år sedan (Ga). Steg 1 (3,85-2,45 Ga): Praktiskt taget inget O2 i atmosfären. Steg 2 (2,45-1,85 Ga): O2 produceras, men absorberas i oceanerna och havsbottnarna. Steg 3 (1,85-0,85 Ga): O2 börjar gasa ut ur haven, men absorberas av landytor. Steg 4 och 5 (0,85-nutid): O2 sjunker fylls och gasen ackumuleras.
Timing
Det finns bevis för att fritt syre först producerades av fotosyntetiska organismer (prokaryoter, senare eukaryoter) som avgav syre som en avfallsprodukt. Dessa organismer levde långt före GOE, kanske för 3 500 miljoner år sedan (mya). Det syre som de producerade skulle snabbt ha avlägsnats från atmosfären genom den "massrostning" som ledde till avlagringen av bandjärnformationer. Syre började finnas kvar i små mängder i atmosfären först strax (~50 miljoner år) före början av GOE. Utan en avdragsrätt skulle syre ackumuleras mycket snabbt. Med dagens fotosynteshastighet (som är mycket högre än den som rådde i det prekambriska området utan landväxter) skulle dagens atmosfäriska syrenivåer kunna produceras på cirka 2 000 år.
Sammanfattning:
- 3 500 mya Arkeisk eon: produktion av syre av cyanobakterier i stromatoliter.
- Syre orsakar avlagring av järn i form av järnoxider i järnbandsformationer.
- c. 2 400 mya Palaeoproterozoikum: fritt syre släpps ut i atmosfären, men absorberas till största delen på land.
- c. 850 mya Neoproterozoisk tid: syre börjar ansamlas i atmosfären. Fortsätter att öka under paleozoisk tid till dagens nivåer.
Frågor och svar
F: Vad är den stora syretillförseln (GOE)?
S: GOE var skapandet av fritt syre i vår atmosfär, orsakat av cyanobakterier som utförde fotosyntes. Den ägde rum under en lång tidsperiod, från tre miljarder år sedan till ungefär en miljard år sedan.
F: Hur skedde GOE?
S: Före GOE fångade organiskt material och löst järn kemiskt allt fritt syre. När det inte fanns tillräckligt med järn kvar för att fånga upp mer syre, samlades fritt syre i atmosfären, vilket var GOE.
F: Vilka var några av konsekvenserna av GOE?
S: Syre var giftigt för de flesta av jordens anaeroba invånare vid den tiden, så många dog ut. Fritt syre reagerade också med atmosfärisk metan, en växthusgas, vilket avlägsnade den och orsakade Huronian glaciation - den kanske längsta snöbollsjordsepisoden någonsin. Fritt syre har varit en viktig del av vår atmosfär sedan dess.
F: Vad är stromatoliter?
S: Stromatoliter är skiktstrukturer som bildas av cyanobakterier och som kan hittas i grunda vattenmiljöer som laguner och tidvattenbassänger. De skapas när bakterier fångar upp sedimentpartiklar i sina slemlager och bildar mattor ovanpå varandra med tiden.
F: Hur påverkade fotosyntesen jorden före och efter GOE?
S: Fotosyntesen producerade syre både före och efter GOE, men före GOE fångades allt fritt syre upp av organiskt material eller löst järn, medan en del fritt syre kunde ackumuleras i vår atmosfär efter GOE på grund av bristen på tillgängligt järn för att fånga upp allt längre.
Fråga: När ägde denna händelse rum?
S: Den stora syretillförseln ägde rum för tre miljarder år sedan till ungefär en miljard år sedan.
