Planeti ynë është një sistem kompleks që është zhvilluar në mënyrë dinamike për më shumë se 4.5 miliardë vjet. Të gjithë përbërësit e këtij sistemi (trupi i ngurtë i Tokës, hidrosfera, atmosfera, biosfera), duke bashkëvepruar me njëri-tjetrin, ndryshojnë vazhdimisht në një marrëdhënie komplekse, ndonjëherë jo të dukshme. Toka moderne është një rezultat i ndërmjetëm i këtij evolucioni të gjatë.
Një nga komponentët më të rëndësishëm të sistemit që është Toka - atmosfera, e cila është në kontakt të drejtpërdrejtë me litosferën, dhe me guaskën e ujit, dhe me biosferën dhe me rrezatimin diellor. Në disa faza të zhvillimit të planetit tonë, atmosfera ka pësuar ndryshime shumë të rëndësishme me pasoja të gjera. Një ndryshim i tillë global quhet katastrofa e oksigjenit. Rëndësia e kësaj ngjarje në historinë e Tokës është jashtëzakonisht e madhe. Në fund të fundit, ishte me të që u lidh zhvillimi i mëtejshëm i jetës në planet.
Çfarë është një katastrofë e oksigjenit
Termi lindi në fillim të gjysmës së dytë të shekullit të 20-të, kur, bazuar në studimin e proceseve të sedimentimit parakambrian,konkluzioni për rritjen e menjëhershme të përmbajtjes së oksigjenit deri në 1% të sasisë aktuale (pikët Pasteur). Si rezultat, atmosfera mori një karakter të vazhdueshëm oksidues. Kjo, nga ana tjetër, çoi në zhvillimin e formave të jetës që përdorin frymëmarrje shumë më efikase të oksigjenit në vend të fermentimit enzimatik (glikolizës).
Kërkimet moderne kanë bërë përmirësime të rëndësishme në teorinë ekzistuese më parë, duke treguar se përmbajtja e oksigjenit në Tokë para dhe pas kufirit arkean-proterozoik luhatet ndjeshëm dhe në përgjithësi historia e atmosferës është shumë më e ndërlikuar se më parë. mendova.
Atmosfera e lashtë dhe aktivitetet e jetës primitive
Përbërja primare e atmosferës nuk mund të përcaktohet me saktësi absolute dhe nuk kishte gjasa që të ishte konstante në atë epokë, por është e qartë se ajo bazohej në gazrat vullkanikë dhe produktet e ndërveprimit të tyre me shkëmbinjtë. të sipërfaqes së tokës. Është domethënëse që mes tyre nuk mund të kishte oksigjen - nuk është një produkt vullkanik. Prandaj, atmosfera e hershme ishte restauruese. Pothuajse i gjithë oksigjeni atmosferik është me origjinë biogjenike.
Kushtet gjeokimike dhe izolimi ndoshta kanë kontribuar në formimin e dyshekëve - bashkësive të shtresuara të organizmave prokariote, dhe disa prej tyre tashmë mund të kryenin fotosintezën (së pari anoksigjenike, për shembull, bazuar në sulfid hidrogjeni). Shumë shpejt, me sa duket tashmë në gjysmën e parë të Arkeanit, cianobakteret zotëruan fotosintezën e oksigjenit me energji të lartë,që u bë fajtori i procesit, i cili mori emrin e katastrofës së oksigjenit në Tokë.
Uji, atmosfera dhe oksigjeni në Arkean
Duhet të mbahet mend se peizazhi primitiv u dallua kryesisht nga fakti se vështirë se është legjitime të flitet për një kufi të qëndrueshëm tokë-det për atë epokë për shkak të erozionit intensiv të tokës për shkak të mungesës së bimëve.. Do të ishte më e saktë të imagjinonim zona të gjera të përmbytura shpesh me një vijë bregdetare shumë të paqëndrueshme, të tilla ishin kushtet për ekzistencën e dyshekëve cianobakterialë.
Oksigjeni i çliruar prej tyre - produktet e mbeturinave - hyri në oqean dhe në pjesën e poshtme, dhe më pas në shtresat e sipërme të atmosferës së Tokës. Në ujë, ai oksidoi metalet e tretura, kryesisht hekurin, në atmosferë - gazrat që ishin pjesë e tij. Përveç kësaj, u shpenzua për oksidimin e lëndës organike. Nuk ka pasur akumulim të oksigjenit, ka pasur vetëm rritje lokale në përqendrimin e tij.
Krijimi i gjatë i një atmosfere oksiduese
Për momentin, rritja e oksigjenit në fund të Arkeanit shoqërohet me ndryshime në regjimin tektonik të Tokës (formimi i kores reale kontinentale dhe formimi i tektonikës së pllakave) dhe ndryshimi në natyrën e aktivitetit vullkanik të shkaktuar nga ato. Ajo rezultoi në një ulje të efektit serë dhe një akullnajë të gjatë Huron, e cila zgjati nga 2.1 në 2.4 miliardë vjet. Dihet gjithashtu se kërcimi (rreth 2 miliardë vjet më parë) u pasua nga një rënie e përmbajtjes së oksigjenit, arsyet për të cilat janë ende të paqarta.
Pothuajse gjatë gjithë Proterozoikut, deri në 800 milionë vjet më parë, përqendrimi i oksigjenit në atmosferë u luhat, duke mbetur, megjithatë, mesatarisht shumë i ulët, megjithëse tashmë më i lartë se në Arkean. Supozohet se një përbërje e tillë e paqëndrueshme e atmosferës lidhet jo vetëm me aktivitetin biologjik, por edhe në një masë të madhe me fenomenet tektonike dhe regjimin e vullkanizmit. Mund të themi se katastrofa e oksigjenit në historinë e Tokës u shtri për gati 2 miliardë vjet - nuk ishte aq një ngjarje sesa një proces i gjatë kompleks.
Jeta dhe oksigjen
Shfaqja e oksigjenit të lirë në oqean dhe atmosferë si një nënprodukt i fotosintezës ka çuar në zhvillimin e organizmave aerobikë të aftë për të asimiluar dhe përdorur këtë gaz toksik në jetë. Kjo shpjegon pjesërisht faktin se oksigjeni nuk u grumbullua për një periudhë kaq të gjatë: format e jetës u shfaqën mjaft shpejt për ta përdorur atë.
Oksigjeni shpërtheu në kufirin arkean-proterozoik lidhet me të ashtuquajturën ngjarje Lomagundi-Yatulian, një anomali izotopike e karbonit që ka kaluar nëpër ciklin organik. Është e mundur që kjo rritje ka çuar në ngritjen e jetës së hershme aerobike, siç ilustrohet nga biota e Francville e datuar rreth 2.1 miliardë vjet më parë, e cila përfshin gjoja organizmat e parë shumëqelizorë primitivë në Tokë.
Së shpejti, siç u përmend tashmë, përmbajtja e oksigjenit ra dhe më pas u luhat rreth vlerave mjaft të ulëta. Ndoshta një ndezje e jetës që shkaktoi një rritje të konsumit të oksigjenit,e cila ishte ende shumë e vogël, luajti një rol të caktuar në këtë vjeshtë? Megjithatë, në të ardhmen, do të lindte një lloj "xhepash oksigjeni", ku jeta aerobike ekzistonte mjaft komode dhe bënin përpjekje të përsëritura për të "arritur nivelin shumëqelizor".
Pasojat dhe rëndësia e katastrofës së oksigjenit
Pra, ndryshimet globale në përbërjen e atmosferës nuk ishin, siç doli, katastrofike. Megjithatë, pasojat e tyre vërtet ndryshuan rrënjësisht planetin tonë.
U shfaqën forma të jetës që ndërtojnë aktivitetin e tyre jetësor mbi frymëmarrjen shumë efikase të oksigjenit, gjë që krijoi parakushtet për ndërlikimin e mëvonshëm cilësor të biosferës. Nga ana tjetër, nuk do të ishte e mundur pa formimin e shtresës së ozonit të atmosferës së Tokës - një tjetër pasojë e shfaqjes së oksigjenit të lirë në të.
Përveç kësaj, shumë organizma anaerobë nuk mund të përshtateshin me praninë e këtij gazi agresiv në habitatin e tyre dhe u shuan, ndërsa të tjerët u detyruan të kufizoheshin në ekzistencën në "xhepa" pa oksigjen. Sipas shprehjes figurative të shkencëtarit sovjetik dhe rus, mikrobiologut G. A. Zavarzin, biosfera "u kthye brenda jashtë" si rezultat i katastrofës së oksigjenit. Pasoja e kësaj ishte ngjarja e dytë e madhe e oksigjenit në fund të Proterozoikut, e cila rezultoi në formimin përfundimtar të jetës shumëqelizore.
