Iltkatastrofen
Den store ilthændelse (Great Oxygenation Event) var indførelsen af fri ilt i vores atmosfære. Den blev forårsaget af cyanobakterier, der lavede fotosyntese. Det tog meget lang tid, fra ca. tre milliarder år siden til ca. en milliard år siden.
Fotosyntesen producerede ilt både før og efter den GOE. Forskellen var, at før GOE var det organiske materiale og opløst jern, der kemisk fangede al fri ilt. Jorden har meget jern, og jern har en højere opløselighed end dets oxider, så oceanerne havde meget opløst jern. Det blev til jernoxid og dannede store aflejringer som jernbåndsbjergarter fra Arkæa og Proterozoikum. Da der ikke var nok jern tilbage til at fange mere ilt, blev der ophobet fri ilt i atmosfæren. Dette var GOE.
Ilt var giftigt for de fleste af jordens anaerobe indbyggere på det tidspunkt. Da cyanobakterier producerede ilt og byggede deres stromatolitter, ændrede de miljøet for andre protister. Da de andre protister ikke havde nogen måde at håndtere ilt på, ville de fleste være uddøde. En anden konsekvens var den frie ilts indvirkning på atmosfærisk metan, en drivhusgas. Reaktionen fjernede metanen og forårsagede den huroniske istid, som muligvis er den længste snebollepisode på Jorden nogensinde. Fri ilt har været en vigtig del af atmosfæren lige siden.
2 O-opbygning i Jordens atmosfære. De røde og grønne linjer repræsenterer intervallet af skøn, mens tiden er målt i milliarder af år siden (Ga). Fase 1 (3,85-2,45 Ga): Praktisk talt ingen O 2i atmosfæren. Trin 2 (2,45-1,85 Ga): O 2produceres, men absorberes i havene og klipperne på havbunden. Fase 3 (1,85-0,85 Ga): O 2begynder at blive gasset ud af havene, men absorberes af landoverflader. Stadie 4 & 5 (0,85-nutid): O 2synker fyldt, og gassen akkumuleres.
Timing
Beviserne viser, at fri ilt først blev produceret af fotosyntetiske organismer (prokaryoter, senere eukaryoter), der afgav ilt som et affaldsprodukt. Disse organismer levede længe før GOE, måske for 3500 millioner år siden (mya). Den ilt, de producerede, ville hurtigt være blevet fjernet fra atmosfæren ved den "masse rustning", der førte til aflejringen af jernbåndsformationer. Ilt begyndte først at forblive i små mængder i atmosfæren kort tid (~50 millioner år) før starten af GOE. Uden en nedtrapning ville ilten akkumulere sig meget hurtigt. Med nutidens fotosynteserater (som er meget større end i det prækambriske tidsrum uden landplanter) kunne moderne atmosfæriske 2O-niveauer produceres på omkring 2.000 år.
Resumé:
- 3.500 mya Arkæisk eon: produktion af ilt af cyanobakterier i stromatolitter.
- Ilt forårsager aflejring af jern i form af jernoxider i jernbåndsformationer.
- c. 2.400 mya Palæoproterozoikum: fri ilt slipper ud i atmosfæren, absorberes for det meste på landjorden.
- c. 850 mya Neoproterozoikum: ilt begynder at ophobe sig i atmosfæren. Fortsætter med at stige i løbet af palæozoikum til det nuværende niveau.
Spørgsmål og svar
Spørgsmål: Hvad er den store iltningsevent (GOE)?
A: GOE var skabelsen af fri ilt i vores atmosfære, forårsaget af cyanobakterier, der laver fotosyntese. Den fandt sted over en lang periode, fra for tre milliarder år siden til for ca. en milliard år siden.
Sp: Hvordan skete GOE?
Svar: Før GOE blev den frie ilt kemisk fanget af organisk materiale og opløst jern. Da der ikke var nok jern tilbage til at fange mere ilt, ophobede den frie ilt sig i atmosfæren, hvilket var GOE.
Spørgsmål: Hvilke konsekvenser havde GOE?
Svar: Ilt var giftigt for de fleste af Jordens anaerobe indbyggere på det tidspunkt, så mange af dem uddøde. Fri ilt reagerede også med atmosfærisk metan, en drivhusgas, og fjernede den og forårsagede Huronisk istid - måske den længste snebollepisode på Jorden nogensinde. Fri ilt har været en vigtig del af vores atmosfære lige siden.
Spørgsmål: Hvad er stromatolitter?
A: Stromatolitter er lagstrukturer dannet af cyanobakterier, der findes i lavvandede miljøer som f.eks. laguner og tidevandspooler. De dannes, når bakterier fanger sedimentpartikler i deres slimlag og danner måtter oven på hinanden over tid.
Sp: Hvordan påvirkede fotosyntesen Jorden før og efter den store æresudbrud?
A: Fotosyntesen producerede ilt både før og efter GOE, men før den blev al fri ilt fanget af organisk materiale eller opløst jern, mens der efter den kunne ophobes noget fri ilt i vores atmosfære på grund af mangel på jern til at opsamle det hele længere.
Spørgsmål: Hvornår fandt denne begivenhed sted?
Svar: Den store iltningshændelse fandt sted fra for tre milliarder år siden til for ca. en milliard år siden.
