Кислородный скачок

[T101]

Новое объяснение природы образования больших объемов кислорода в атмосфере 2.5 млрд лет назад - предлагают не цианобактерии, а выход вулканов на сушу.

Около 2,5 миллиардов лет назад на Земле произошло событие, загадка которого терзает многих специалистов, — атмосфера планеты неожиданно наполнилась кислородом, что поспособствовало резкому скачку в биологической эволюции. Учёные Марк Барли (Mark E. Barley) из университета Западной Австралии (University of Western Australia) и Ли Камп (Lee R. Kump) из Пенсильванского университета (Pennsylvania State University) нашли объяснение этого феномена, связав его со особенностями некоторых тектонических процессов того времени.

Воздух тех дней был пригоден далеко не для всякой жизни: в нём преобладал такие газы, как азот, оксиды углерода и серы. Подобные условия сильно тормозили эволюцию, хотя некоторые виды развивались вполне успешно. Среди них — цианобактерии (Cyanobacteria), которые, по предположению биологов и геологов, начали перерабатывать компоненты атмосферы, выделяя кислород.

Далеко не все исследователи уверены в том, что в повышении уровня этого газа участвовали именно цианобактерии, ведь "кислородный скачок" был просто громадным. Из-за этого содержание кислорода выросло от почти нулевого уровня до современного, составляющего около 20%. Поэтому данное событие часто называют глобальным окислением.

Барли и Камп считают, что изменение кислородного баланса произошло из-за более масштабного процесса, связанного с "перемещением" многочисленных океанских вулканов из-под воды на поверхность.

Они заметили, что содержание газов, выделяющихся при извержении вулканов на суше и под водой, неодинаково. Так, подводный вулкан выбрасывает магму, которая подвергается охлаждению водой. При этом выделяется сероводород и формируются минералы, в химический состав которых входит много кислорода.

Наземные вулканы, напротив, извергают лаву, которая не охлаждается значительно дольше, а также выбрасывают такие газы, как диоксид углерода, — в общем, те продукты, которые не реагируют с атмосферным кислородом.

Как рассказывают исследователи в своей статье, опубликованной в Nature, они собрали ряд образцов вулканической породы разного возраста и сравнили их состав.

Оказалось, что самые древние экземпляры, насчитывающие до 3,5 миллиардов лет, формировались, в основном, в результате подводных извержений. По данным исследователей, из-за тектонических процессов, которые в то время протекали очень бурно, произошло поднятие участков коры, на которых находились некогда подводные вулканы.

В итоге через миллиард лет стало гораздо больше наземных извержений, а значит, практически не потребляющих кислород. Это, как думают Барли и Камп, и поспособствовало увеличению содержания кислорода в атмосфере, а значит, и интенсивному всплеску эволюции.

http://www.membrana.ru/lenta/?7614

http://news.nationalgeographic.com/news/2007/08/070829-volcano-life.html

http://www.nature.com/nature/journal/v448/n7157/abs/nature06058.html

[Klapaucius]

Вообще-то обычно этот всплеск эволюции относили к периоду ~500-400 млн. лет назад.
Тогда содержание кислорода в атмосфере достигло 10% от современного (а не парциальное 20% 2,5 млд. лет назад) - так называемая точка Беркнера-Маршалла. И образование озонового слоя кстати.
Что позволило выйти на сушу растениям и впоследствии животным.
Есть ещё точка Пастера, 1-2 миллиарда лет назад, когда количество кислорода достигло 1% от современного (но никак не 20% всей атмосферы причём ещё раньше), при которой стал возможным процесс дыхания (видимо подразумевается начало потребления кислорода в воде, ибо тогда были только одноклеточные организмы и только в воде).

[T101]

Насколько я понял, в статье речь идет о "Кислородной катастрофе" в начале протерозоя.

http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A4%D0%B0%D0%BD%D0%B5%D1%80%D0%BE%D0%B7%D0%BE%D0%B9

А с 20% это мембрановские аффтары маху дали

[Klapaucius]

Наверное тогда появились первые признаки кислорода в атмосфере, чего не могли пережить многие одноклеточные даже в незначительных концентрациях (и версия о вулканах качественно состоятельна). Я не специалист, но количественные оценки уровня кислорода приводятся в популярной литературе и интернете (достаточно почитать ссылки по результатам поиска понятий точек Пастера и Беркнера-Маршалла). Интересно было бы откопать где-нибудь глобальный логарифмический график с верхней и нижней вероятной границей его содержания за все 4,5 млд. лет

[T101]

Ну, я вот например эту сейчас полистал:
http://www.paleo.ru/paleonet/publications/eskov/05.html

Кстати да, на такой график было бы интересно взглянуть, если он есть

[Nucleosome]

Всё-таки именно скачка количесва кислорода в атмосфекре ок 500 млн лет назад не было. Хотя наземная жизнь задерживает больше кислорода именно в атмосфере, но это должно было произоизойти позже... однако в тот момент, океаны перестали быть кислые, в связи с чем и имеется это скачкообразное накопление органических остатков. Кажется, в ссылке, данной T101 упоминается.

[assa32]

Пешку не гоните в дамки. Какой абиогенный кислород? Докажите: химсостав выбросов вулканов. Докажите.

[Коткот]

Вообще-то обычно этот всплеск эволюции относили к периоду ~500-400 млн. лет назад.
Тогда содержание кислорода в атмосфере достигло 10% от современного (а не парциальное 20% 2,5 млд. лет назад) - так называемая точка Беркнера-Маршалла. И образование озонового слоя кстати.
Что позволило выйти на сушу растениям и впоследствии животным.
Есть ещё точка Пастера, 1-2 миллиарда лет назад, когда количество кислорода достигло 1% от современного (но никак не 20% всей атмосферы причём ещё раньше), при которой стал возможным процесс дыхания (видимо подразумевается начало потребления кислорода в воде, ибо тогда были только одноклеточные организмы и только в воде).

Есть мнение что через 500 млн.лет опять скачок кислорода будет(небиогенного) -- и тогда всё сгорит нафиг

[Nucleosome]

Есть мнение что через 500 млн.лет опять скачок кислорода будет(небиогенного) -- и тогда всё сгорит нафиг

да, есть такое, печальное мнение... правда, 500 млн. лет это всё равно очень много.
Кстати, 2.5 млрд лет назад было первое в истории Земли оледенение, с вроде с тех пор остались первые следы ископаемых углеводородов, только вот где я о том читал не могу найти. Очень может быть, что именно с этим связано повышение количества кислорода.

[Klapaucius]

Откуда такое мнение сразу у двух человек? Я что-то пропустил? 500 млн. лет, более чем 3х кратное увеличение кислорода (именно рост его парциального давления с 0.2 до 0.6 приведёт к гибели многих видов, меньше человек например выдержит)...
У меня другое мнение: если продолжить вырубку лесов и другие действия, способствующие опустыниванию, то биогенный кислород станет поступать в атмосферу в гораздо меньших количествах, чем биогенно расходоваться (несмотря на некоторый компенсационный механизм за счёт роста океанических водорослей). В  ближайшие десятилетия, если экстраполировать существующие тенденции.
Что приведёт к резкому снижению содержания кислорода (в разы или даже на порядки) за время порядка 1-3 тысячи лет.
Качественно это всем понятно. Откуда я взял количественные оценки уже не помню, но вряд ли ошибаюсь.
И ошибка на несколько порядков тут уже не важна по сравнению с 500 млн. лет. Это всё делает лишь один биологический вид - наш.
Отличие от предыдущих катастроф (правда связанных больше с ростом кислорода, а не наоборот) в том, что у нас есть шанс либо восстановить систему, либо сделать новые компенсационные механизмы (фабрики воздуха, или новые искуственные биологические цепочки).
И вулканы тут вообще не при делах, если только специально сами не начнут усиленно выбрасывать кислород.

[Nucleosome]

да, леса, конечно дают большую часть кислорода, однако когда их вырубают, то на их месте чаще всего появляются сельскохозяйственные площади, которые тоже не так уж мало дают - они и есть фабрики воздуха.

[Klapaucius]

Надо считать, не соглашусь. Есть много аргументов против, главные из которых - чаще всего сельскохозяйственные площади как раз там не появляются, а наоборот исчезают в других районах (за счёт совершенствования способов ведения сельского хозяйства в одних странах и разорения оного, отхода на второй план в других). И чтобы назвать их фабриками воздуха, в точности (хтя бы по порядку), а не больше или меньше компенсирующими отстутствие лесов, нужны весомые аргументы. Иначе - резкий дисбаланс в ту или иную сторону весьма вероятен. Должен восприниматься как неизбежная данность или хотя бы как непосредственная угроза.

Когда мы видим много новых мощных факторов (по геологическим меркам мгновенно, только что возникнувших но уже явно бОльшую часть поверхности суши изменивших) - и не знаем порядка действия ни одного из них на общую систему, дело пахнет керосином - наивно ожидать что всё в точности скомпенсируется и на временах в сотни тысяч раз бОльших станет незаметным.

[Olweg]

Леса являются замкнутыми системами, потребляющими весь кислород, который они производят.

[Nucleosome]

Надо считать, не соглашусь. Есть много аргументов против, главные из которых - чаще всего сельскохозяйственные площади как раз там не появляются, а наоборот исчезают в других районах (за счёт совершенствования способов ведения сельского хозяйства в одних странах и разорения оного, отхода на второй план в других).

ну в принципе основной объект распашки степи, и тут динамика по кислороду... чёрт знает. Степь мало даёт кислорода в атмосферу.

Леса являются замкнутыми системами, потребляющими весь кислород, который они производят.

тропический, а умеренный как раз нет.

[Коткот]

Откуда такое мнение сразу у двух человек? Я что-то пропустил? 500 млн. лет, более чем 3х кратное увеличение кислорода (именно рост его парциального давления с 0.2 до 0.6 приведёт к гибели многих видов, меньше человек например выдержит)...
У меня другое мнение: если продолжить вырубку лесов и другие действия, способствующие опустыниванию, то биогенный кислород станет поступать в атмосферу в гораздо меньших количествах, чем биогенно расходоваться (несмотря на некоторый компенсационный механизм за счёт роста океанических водорослей). В  ближайшие десятилетия, если экстраполировать существующие тенденции.
Что приведёт к резкому снижению содержания кислорода (в разы или даже на порядки) за время порядка 1-3 тысячи лет.
Качественно это всем понятно. Откуда я взял количественные оценки уже не помню, но вряд ли ошибаюсь.
И ошибка на несколько порядков тут уже не важна по сравнению с 500 млн. лет. Это всё делает лишь один биологический вид - наш.
Отличие от предыдущих катастроф (правда связанных больше с ростом кислорода, а не наоборот) в том, что у нас есть шанс либо восстановить систему, либо сделать новые компенсационные механизмы (фабрики воздуха, или новые искуственные биологические цепочки).
И вулканы тут вообще не при делах, если только специально сами не начнут усиленно выбрасывать кислород.

Это научная гипотеза и её осуществление (или ошибка) никак не связаны с человечеством....

[Новый любитель]

Дискуссия уже была

Несколько раз находил в Инете, что через 600 миллионов лет из мантии Земли начнется выделение эндогенного кислорода, который должен погубить жизнь на Земле. Хотелось бы узнать мнение форумчан по этому поводу, насколько реально накопление столь активного газа, как молекулярный кислород, в атмосфере планеты, и как в действительности может среагировать биота на такую "кислородную подушку".

[Алекс636363]

Дискуссия уже была

Несколько раз находил в Инете, что через 600 миллионов лет из мантии Земли начнется выделение эндогенного кислорода, который должен погубить жизнь на Земле. Хотелось бы узнать мнение форумчан по этому поводу, насколько реально накопление столь активного газа, как молекулярный кислород, в атмосфере планеты, и как в действительности может среагировать биота на такую "кислородную подушку".

Дискуссия была, но ответа нет, только констатация того, что в Инете "про это" писали. А если Землю ждет большой кислородный скачок, то подобное случится (или уже было) с Венерой. В связи с этим стоит прикинуть, как это будет и будет ли вообще.

[Грехов Михаил]

Чёт мне кажется фигня полная насчёт кислородного скачка через 500 млн лет...  благодаря чему он будет то произведён? Мне кажется что планета это некий механизм, обладающий саморегуляцией. И просто так чтобы произожно откуда то выделение кислорода... то значит его где-то будет меньше. А если меньше, то где?

[Алекс636363]

Чёт мне кажется фигня полная насчёт кислородного скачка через 500 млн лет...  благодаря чему он будет то произведён? Мне кажется что планета это некий механизм, обладающий саморегуляцией. И просто так чтобы произожно откуда то выделение кислорода... то значит его где-то будет меньше. А если меньше, то где?

Будто бы он выделится из недр Земли, когда все железо будет связано в оксиды в его ядре. А в мантии кислорода более чем достаточно, и он пойдет вверх, в атмосферу. Время Х зависит от массы ядра, соотношения между железом и кислородом, имеющихся в наличии, и от скорости дифференциации недр. Это, скорее всего, основные параметры. Была работа какого-то геофизика в Инете, я случайно на нее вышел и потерял потом. И вроде это мнение не единичное. Еще об этом говорится у Роберта Ибатуллина в "Вымышленных мирах" и сценариях будущего. Поэтому хотел узнать, что специалисты-геохимики, геофизики или планетологи про это скажут.
 

[Raptar]

Леса являются замкнутыми системами, потребляющими весь кислород, который они производят.

А мы потребляем весь углекислый газ который мы выдыхаем