Velká událost okysličení

Autor: Leandro Alegsa

20-10-2021

Velká okysličovací událost (GOE) byla příchodem volného kyslíku do naší atmosféry. Způsobily ji sinice provádějící fotosyntézu. Trvalo to velmi dlouho, přibližně od doby před třemi miliardami let do doby před jednou miliardou let.

Fotosyntéza produkovala kyslík před i po GOE. Rozdíl byl v tom, že před GOE organická hmota a rozpuštěné železo chemicky zachycovaly veškerý volný kyslík. Země má hodně železa a železo má vyšší rozpustnost než jeho oxidy, takže oceány měly hodně rozpuštěného železa. To se změnilo v oxidželezitý a vytvořilo obrovská ložiska v podobě páskovaných železitých hornin z období archea a proterozoika. Když nezbylo dost železa, aby zachytilo více kyslíku, hromadil se v atmosféře volný kyslík. To byl GOE.

Kyslík byl pro většinu tehdejších anaerobních obyvatel Země toxický. Když sinice produkovaly kyslík a budovaly své stromatolity, měnily prostředí pro ostatní protisty. Protože ostatní protisty neměly možnost se s kyslíkem vypořádat, většina z nich by vyhynula. Dalším důsledkem byl vliv volného kyslíku na atmosférický metan, skleníkový plyn. Reakce odstranila metan a způsobila huronské zalednění, pravděpodobně nejdelší sněhovou epizodu na Zemi vůbec. Od té doby je volný kyslík důležitou součástí atmosféry.

hromadění O2 v zemské atmosféře. Červená a zelená čára představují rozsah odhadů, zatímco čas je měřen v miliardách let (Ga). Fáze 1 (3,85-2,45 Ga): O2 v atmosféře prakticky chybí. Stupeň 2 (2,45-1,85 Ga): O2 vzniká, ale je absorbován v oceánech a horninách mořského dna. Fáze 3 (1,85-0,85 Ga): O2 se začíná uvolňovat z oceánů, ale je pohlcován pevninským povrchem. Fáze 4 a 5 (0,85 - současnost): O2 klesá naplněn a plyn se hromadí.

Časování

Důkazem je, že volný kyslík nejprve produkovaly fotosyntetické organismy (prokaryotické, později eukaryotické), které kyslík uvolňovaly jako odpadní produkt. Tyto organismy žily dlouho před GOE, možná před 3500 miliony let (mya). Kyslík, který produkovaly, by byl z atmosféry rychle odstraněn "hromadným rezivěním", které vedlo k usazování pásových železných útvarů. Kyslík se v atmosféře začal v malém množství udržovat jen krátce (~50 milionů let) před začátkem GOE. Bez odčerpávání by se kyslík hromadil velmi rychle. Při dnešní rychlosti fotosyntézy (která je mnohem vyšší než v prekambriu bez suchozemských rostlin) by se moderní množství O2 v atmosféře mohlo vytvořit přibližně za 2 000 let.

Shrnutí:

3 500 mya Archaean eon: produkce kyslíku sinicemi ve stromatolitech.
Kyslík způsobuje ukládání železa ve formě oxidů železa v pásových železných formacích.
c. 2 400 mya Paleoproterozoikum: volný kyslík uniká do atmosféry, většinou je absorbován na pevnině.
c. 850 mya Neoproterozoikum: v atmosféře se začíná hromadit kyslík. Během prvohor pokračuje v nárůstu až na současnou úroveň.

Otázky a odpovědi

Otázka: Co je to Velká okysličovací událost (GOE)?

Odpověď: GOE byl vznik volného kyslíku v naší atmosféře, který způsobily sinice provádějící fotosyntézu. Probíhala po dlouhou dobu, od doby před třemi miliardami let do doby před přibližně jednou miliardou let.

Otázka: Jak došlo k GOE?

Odpověď: Před GOE organické látky a rozpuštěné železo chemicky zachycovaly veškerý volný kyslík. Když nezbylo dost železa na zachycení dalšího kyslíku, volný kyslík se nahromadil v atmosféře, což byl GOE.

Otázka: Jaké byly důsledky GOE?

Odpověď: Kyslík byl pro většinu tehdejších anaerobních obyvatel Země toxický, takže mnozí z nich vyhynuli. Volný kyslík také reagoval s atmosférickým metanem, skleníkovým plynem, čímž ho odstranil a způsobil huronské zalednění - možná nejdelší sněhovou epizodu na Zemi vůbec. Od té doby je volný kyslík důležitou součástí naší atmosféry.

Otázka: Co jsou to stromatolity?

Odpověď: Stromatolity jsou vrstevnaté struktury tvořené sinicemi, které se vyskytují v mělkých vodních prostředích, jako jsou laguny a přílivové tůně. Vznikají tak, že bakterie zachycují částice sedimentů ve svých vrstvách slizu a časem na sobě vytvářejí rohože.

Otázka: Jak ovlivnila fotosyntéza Zemi před a po GOE?

Odpověď: Fotosyntéza vytvářela kyslík jak před GOE, tak i po ní, avšak před ní byl veškerý volný kyslík zachycen organickou hmotou nebo rozpuštěným železem, zatímco po ní se mohl v naší atmosféře hromadit volný kyslík kvůli nedostatku dostupného železa, které by ho mohlo zachytit.

Otázka: Kdy k této události došlo?

Odpověď: Velká okysličovací událost se odehrála před třemi miliardami let až přibližně před jednou miliardou let.