Iltkatastrofen

O2 opbygning i jordens atmosfære. Den røde og grønne linje repræsenterer estimationsintervallet – og tiden måles i milliarder af år før nu (Ga – Giga-anno – dansk Giga-år).
* Trin 1 (3,85–2,45 Ga): O2 antages ikke at blive produceret. Dog har Professor Minik Rosing og Professor Robert Frei fundet spor af fotosyntetiserende mikrober fra ca. 3,7 milliarder år siden.[1] Professor Kenichiro Sugitani og en medarbejder har fundet mikrofossiler med noget, der ligner fotosyntetiserende plankton - og som er fra ca. 3 milliarder år siden.[2] Geologer ved Trinity College Dublin har fundet tegn på at iltproducerende liv fandtes for 3 milliarder år siden.[3]
* Trin 2 (2,45–1,85 Ga): O2 produceres,[4] men bindes grundet kemiske reaktioner med opløste stoffer i verdenshavet og uopløste stoffer (fx mineraler) i oceanbundplader.
* Trin 3 (1,85–0,85 Ga): O2 starter med at udgasse fra verdenshavet, men bindes grundet kemiske reaktioner med mineraler i kontinentalpladerne (landfladerne - undtagen kontinentalsoklerne) og danner ozonlaget.
* Trin 4 og 5 (0,85–0,54 Ga) og (0,54 Ga–nu): O2 dræn er fyldte og iltgassen akkumulerer. I trin 4 hævdes jorden at have lignet en sneboldjord i den sidste del af Proterozoikum; Neoproterozoikum. Fra ca. 600 Ma dukker flercellede eukaryote organismer op – Ediacara-faunaen. Fra ca. 543 Ma siden sker den Kambriske Eksplosion.

Den store Iltkatastrofe (forkortelse GOE fra eng. Great Oxygenation Event), iltkatastrofen eller oxygenkatastrofen var en væsentlig miljøændring på jorden, som menes at have fundet sted for ca. mellem 3,8-2,45 milliarder år siden i æonen Prækambrium[5], da cyanobakterier udviklede evnen til at udskille ilt som et restprodukt fra omdannelse af CO2 ved fotosyntese. Den store mængde dannede ilt medførte en økologisk krise.

Jordens iltningsproces

Trin 1

Fra jorden dannelse for ca. 4,54 milliarder (4,54 Ga) år siden til ca. 3,7-2,45 Ga antages O2 ikke at blive produceret af liv.

Trin 2

I tidsperioden ca. 2,45–1,85 Ga (eller måske ca. 3,7–1,85 Ga) blev ilten først bundet i oceanerne ved kemiske reaktioner, først og fremmmest med jern, som bl.a. var opløst i verdenshavet,[6] og gamle klipper indeholder massive aflejringer af jernmineraler, som anses for at være dannet, da jern og ilt kombineredes.[6]

Trin 3

Da stoffernes kemiske reaktion med ilt i verdenshavet ikke længere tog al ilten, udgassede den resterende ilt til jordens atmosfære i tidsperioden ca. 1,85–0,85 Ga. Jordens atmosfære indeholdt hypotetisk set også den stærke drivhusgas methan (CH4) og muligvis ammoniak (NH3) (se den svage sols paradoks).[7] Methan og ilt reagerer kemisk og resultatet er kuldioxid (CO2) og vand (H2O).

Trin 4 og 5

CO2 blev anvendt af fotosyntetiserende liv og med tiden udvikledes den nuværende atmosfære med stort iltindhold; trin 4 og 5 (0,85–0,54 Ga) og (0,54 Ga–nu).

Konsekvenser

For de obligate anaerobe organismer, som allerede fandtes i stor mængde på landjorden og i oceanerne, virkede ilten som en gift, og samtidig fjernede iltningen vigtige algenæringsstoffer fra oceanerne. Iltkatastrofens navn henviser derfor til iltens virkninger på disse organismer. (Obligate anaerobe organismer eksisterer stadig i dag i biosfæren de steder, hvor den fri iltkoncentration er tilstrækkeligt lav.)

Verdenshavet formodedes i starten at være uigennemsigtigt gulligt, især på grund af opløst reduceret jern, men grundet iltningen omsættes langt de fleste opløste jernforbindelser og andre opløste stoffer, til uopløselige stoffer, som synker til bunds. Resultatet er at verdenshavet bliver betydeligt klarere, så sollys kan komme længere ned i vandet.

Nogle organismer tilpasser sig ilten; fakultative anaerobe organismer - og nogle organismer benytter og kræver faktisk ilten til deres stofskifte; aerobe organismer. Der dukkede også flercellede eukaryote organismer op for ca. 600 Ma siden; Ediacara-faunaen. Fra ca. 543 Ma siden sker den Kambriske Eksplosion, hvor de mange dyrerækker dukkede op, hvoraf mange stadig repræsenteres af arter i dag.

Den Internationale Mineralogiske Sammenslutning har anerkendt ca. 5.200 mineraler i 2017. De to tredjedele af de 5.200 mineraler, menes at være opstået pga. iltkatastrofen.[8]

Se også

Kilder/referencer

  1. ^ 17 December, 2003, BBCNews: Oldest evidence of photosynthesis Citat: "...Scientists claim to have found the oldest evidence of photosynthesis – the most important chemical reaction on Earth – in 3.7-billion-year-old rocks....If their findings are correct, life was very sophisticated, very early on in Earth history," said Buick...But life may be older and more robust than we thought..."
  2. ^ Penn State (2013, June 6). Three-billion-year-old microfossils include plankton. ScienceDaily Citat: "...However, the researchers not only showed that these inclusions in the rocks were biological in origin, but also that they were likely planktonic autotrophs..."
  3. ^ Trinity College Dublin. (2014, September 4). Life forms appeared at least 60 million years earlier than previously thought. ScienceDaily Citat: "...Geologists from Trinity College Dublin have rewritten the evolutionary history books by finding that oxygen-producing life forms were present on Earth some 3 billion years ago -- a full 60 million years earlier than previously thought...There was virtually no atmospheric O2 present 3.4 billion years ago, but recent work from South African paleosols suggested that by about 2.96 billion years ago O2 levels may have begun to increase..."
  4. ^ University of Zurich (2013, January 17). Great Oxidation Event: More oxygen through multicellularity. ScienceDaily Citat: "...multicellular cyanobacteria emerged much earlier than previously assumed. "Multicellularity developed relatively early in the history of cyanobacteria, more than 2.3 billion years ago," Schirrmeister explains in her doctoral thesis, written at the University of Zurich..."
  5. ^ 26. sep 2013, ing.dk: Ilt og udbredt liv på Jorden 700 millioner år tidligere end hidtil antaget Citat: "...En analyse af jordbunden placerer ilt i atmosfæren allerede for tre milliarder år siden, hvilket viser, at det vrimlede med liv på Jorden...Livet på Jorden opstod for omkring 3,8 milliarder år siden. Her eksisterede bakterier, som kunne omdanne sol og vand til kulstof og ilt..."
  6. ^ a b , November 01, 1973, Preston Cloud. Economic Geology (1973) 68 (7): 1135–1143.: Paleoecological Significance of the Banded Iron-Formation Citat: "...The great iron-formations of this age reflect dramatic events. Ferrous iron residual in stagnant oceans beneath an anoxygenous atmosphere may then have moved into the photic zone on a vast scale because of overturning instigated by climatic change. A previously limited, photosynthetic, procaryotic microbiota, dependent on ferrous iron to maintain ambient oxygen at tolerable levels, then expanded and diversified, converting the iron to insoluble ferric oxides..."
  7. ^ en:Faint_young_Sun_paradox#Greenhouse_gas_solutions
  8. ^ 04 marts 2017, videnskab.dk: Menneskers aktivitet skyld i eksplosion af nye mineraler på Jorden Citat: "...Det svarer til knap 4 procent af de i alt cirka 5.200 typer af mineraler, som officielt er anerkendt som mineraler af Den Internationale Mineralogiske Sammenslutning (IMA)....Dengang gav en stigning i mængden af ilt i atmosfæren – kendt som iltkatastrofen - anledning til så mange som to tredjedele af de cirka 5.200 mineraler..."


HistorieSpire
Denne historieartikel er en spire som bør udbygges. Du er velkommen til at hjælpe Wikipedia ved at udvide den.

Medier brugt på denne side

Oxygenation-atm-2.svg
Forfatter/Opretter: , Licens: CC BY-SA 3.0
Estimated evolution of atmospheric . The upper red and lower green lines represent the range of the estimates. The stages are: stage 1 (3.85–2.45Gyr ago (Ga)), stage 2 (2.45–1.85Ga), stage 3 (1.85–0.85Ga), Stage 4 (0.85–0.54Ga )and stage 5 (0.54Ga–present)