Gran Oxidació
La Gran Oxidació (GOE per les seues sigles en anglés, també cridat Catàstrofe d'Oxigen, Crisis d'Oxigen, Holocaust d'Oxigen o Revolució d'Oxigen) va ser un canvi migambiental molt important que va ocórrer provablement sobre el periodo Sidérico al començ del Paleoproterozoico, fa al voltant de 2400 millons d'anys.[2]
Els primers organismes fotosintéticos realisaven la fotosíntesis anoxigénica, en la qual no es desprén dioxígeno, tal com fan en l'actualitat les bactèries verdes del sofre i no del sofre, i les bactèries púrpura. Quan varen sorgir els primers organismes capaços de realisar la fotosíntesis oxigénica (les cianobacterias) fa uns 2800 millons d'anys, es va escomençar a produir oxigen molecular (O2) en grans cantitats.[3] L'emissió de dioxígeno (O2) al mig ambient va terminar provocant una crisis ecològica (extinció massiva) per a la biodiversitat de l'época, puix el dioxígeno és tòxic per als microorganismes anaerobios dominants llavors.[4]
Una atra conseqüència important varen ser els canvis climàtics subsegüents. Un pico de cromo contingut en antics depòsits de roca formats baix l'aigua demostra que s'havia acumulat cromo llavat de les plataformes continentals. El cromo no es dissol fàcilment i la seua lliberació de les roques hauria requerit la presència d'un àcit potent. Un d'estos àcit, àcit sulfúric, podria haver segut creat a través de reaccions bacterianes en pirita.[5] Les estores de cianobacterias productores d'oxigen poden produir una capa prima, d'un o dos milímetros de gruixa d'aigua oxigenada en un ambient anóxico, inclús baix gèl espés i ans que l'oxigen escomence a acumular-se en l'atmòsfera, estos organismes ya estarien adaptats a l'oxigen.[6] Ademés la generació de metà (CH4) atmosfèric es devia en bona part als organismes anaerobios, els quals varen sofrir descensos poblacionals per l'aument de l'oxigen molecular atmosfèric. Per un atre costat, el metà front a l'oxigen molecular i radiació ultravioleta, es oxida ràpidament, generant diòxit de carbono (CO2). Este canvi de CH4 a CO2 en l'atmòsfera reduiria de forma considerable la temperatura global, ya que el potencial d'efecte hivernàcul del metà és vàries voltes major que el del diòxit de carbono. Este descens dràstic de temperatura desencadenaria la glaciació Huroniana, ocorreguda fa 2400 millons d'anys aproximadament.[7]
No obstant, esta dràstica transformació també va oferir una nova oportunitat per a la diversificació biològica, aixina com enormes canvis en la naturalea de les interaccions químiques entre les roques, arena, argila i d'atres substrats geològics, i l'atmòsfera, els oceans i atres aigües superficials. A pesar del reciclat natural de la matèria orgànica, la vida s'havia mantingut energèticament llimitada fins a l'àmplia disponibilitat de dioxígeno. Este alvanç en l'evolució del metabolisme va aumentar en gran medida el suministrament d'energia per als organismes vius, produint un impacte ambiental global.
Temporalitat
[editar | editar còdic]
La cronologia més acceptada de la Gran Oxidació sugerix que l'oxigen lliure va ser produït primer pels organismes procariota i després eucariota posteriors que varen portar a terme la fotosíntesis oxigenada més eficientemente. L'excés d'oxigen que estos organismes produïxen és un producte de rebuig. Estos organismes varen viure molt abans de el GOE,[8] potser fa ya 3500 millons d'anys.
Inicialment, l'oxigen que varen produir hauria segut ràpidament eliminat de l'atmòsfera pel desgast químic dels minerals reductors (els que es poden oxidar), sobretot el ferro. Esta "oxidació en massa" va conduir a la deposición d'òxit de ferro (III) en apariència de formacions de ferro en bandes com els sediment en Minnesota i Pilbara, Austràlia Occidental.
L'oxigen només va començar a persistir en la atmòsfera en menudes cantitats ( 50 millons d'anys) abans del començ de el GOE.[9] Sense un sumidero mineral en forma de ferro, l'oxigen podria haver-se acumulat molt ràpidament. Per eixemple, a les taxes actuals de fotosíntesis (que són molt majors que aquelles en el Precámbrico sense plantes terrestres), els nivells moderns de O2 atmosfèric podrien produir-se en al voltant de 2000 anys.[10] Una atra hipòtesis és que els productors d'oxigen no varen evolucionar fins a just abans del major aument de la concentració atmosfèrica d'oxigen.[11] Açò es basa en l'interpretació del supòsit indicador d'oxigen, fraccionament independent de massa d'isòtops de sofre, utilisat en estudis previs. esta hipòtesis eliminaria la necessitat d'explicar un retart en el temps entre l'evolució dels microorganismes oxifotosintéticos i l'aument de l'oxigen lliure.
De qualsevol manera, l'oxigen finalment es va acumular en l'atmòsfera, en dos conseqüències principals: Primer, oxidó el metà atmosfèric (un fort gas d'efecte hivernàcul) al diòxit de carbono (un més dèbil) i el aigua, provocant la glaciació Huroniana, de fa 2400 a 2100 millons d'anys. Este últim pot haver segut un episodi glacial complet, i possiblement el més llarc de l'història, causant un efecte “planeta bola de neu” que va durar 300-400 millons d'anys.[11][12] En segon lloc, l'aument de les concentracions d'oxigen va proporcionar una nova oportunitat per a la diversificació biològica, aixina com grans canvis en la naturalea de les interaccions químiques entre les roques, arena, argila i atres substrats geològics i l'aire de la Terra, els oceans i atres aigües superficials.
A pesar del reciclage natural de la matèria orgànica, la vida s'havia mantingut enèrgicament llimitada fins a la disponibilitat generalisada d'oxigen. Este alvanç en l'evolució metabòlica va aumentar molt el suministrament d'energia lliure als organismes vius, tenint un impacte ambiental verdaderament global; les mitocondrias varen evolucionar despuix de el GOE. En més energia disponible de l'oxigen, els organismes tenien els mijos per a desenrollar morfologia més complexes; estes noves morfologia a la seua volta varen ajudar a impulsar l'evolució a través de l'interacció entre els organismes.[13]
Desfasament temporal
[editar | editar còdic].jpg){kind=link}
Va haver un retart d'al voltant de 300 millons d'anys des del moment en el que els organismes fotosintéticos varen començar la producció d'oxigen (fa 2800 millons d'anys) i el moment de la catàstrofe de l'oxigen quan es va produir un ràpit aument de l'oxigen atmosfèric (2450 millons d'anys). Un fenomen que explica este desfasament és que l'aument d'oxigen va tindre que esperar a canvis tectónicos en la "anatomia" de la Terra, inclosa l'aparició de les plataformes marines en les que els composts orgànics de carbono reduïts pogueren aplegar als sediment i ser enterrats.Erro en la cita: Element <ref> no vàlit;
les referencies sense nom deuen de tindre contingut
A continuació, l'oxigen recent produït es va consumir en diverses reaccions químiques en els oceans, principalment en ferro. La prova d'este fenomen es troba en les antigues roques que contenen enormes formacions de ferro bandeado procedents de l'oxidació del ferro present en l'oceà i que en l'actualitat constituïxen els principals jaciments de ferro explotats comercialment. Pero estos fenomens químics no expliquen completament la demora en l'acumulació de l'oxigen en l'atmòsfera.
El metà atmosfèric, abundant en l'época per la dominancia d'organismes anaerobios, també va ser una trampa important per a l'oxigen molecular, ya que es oxida ràpidament a diòxit de carbono en presència de la radiació ultravioleta.
Una teoria recent (2006) és la de la bioestabilidad, que pretén explicar els 300 millons d'anys de retart per mig d'un model matemàtic de l'atmòsfera que reconeix que la protecció contra la radiació ultravioleta disminuïx la taxa d'oxidació de metà, una volta que els nivells d'oxigen són suficients per a formar una capa d'ozon. Esta explicació propon un sistema en dos estats estables, un en un menor (0,02 %) contingut d'oxigen atmosfèric, i un atre en major (21 % o més). La Gran Oxidació pot entendre's llavors com un interruptor entre els estats estables inferior i superior.Erro en la cita: Element <ref> no vàlit;
les referencies sense nom deuen de tindre contingut
Un atre factor que pot explicar el retart en l'enriquiment d'oxigen de l'atmòsfera pot haver segut per la producció fotosintética d'hidrogen molecular que primer es va almagasenar en l'atmòsfera abans de perdre-se llentament en l'espai.
Referències
[editar | editar còdic]- ↑ H.D. Holland (2006), The oxygenation of the atmosphere and oceans, Philosophical Transactions of The Royal Society B, Vol. 361, No. 1470, pp. 903-915, DOI 10.1098/rstb.2006.1838.
- ↑ Zimmer, Carl (2013). "Earth's Oxygen: A Mystery Easy to Take for Granted". The New York Claves. Recuperat el 3 d'Octubre, 2013.
- ↑ T. Cavalier-Smith, M. Brasier i M. Embley (2006), Introduction: how and when did microbes change the world?, Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci, 361(1470): 845–850, doi: 10.1098/rstb.2006.1847.
- ↑ Roger Y. Stanier et al 1992, Microbiologia. Ed. Reverté
- ↑ "Evidence of Earliest Oxygen-Breathing Life on Land Discovered". LiveScience.com. Recuperat en 04/06/2016..
- ↑ Oxygen oasis in Antarctic lake reflects Earth in distant past.
- ↑ Frei, R.; Gaucher, C.; Poulton, S. W.; Canfield, D. E. (2009). "Fluctuations in Precambrian atmospheric oxygenation recorded by chromium isotopes". Nature. 461 (7261): 250–253. Bibcode:2009Natur.461..250F. doi:10.1038/nature08266. PMID 19741707. Lay summary.
- ↑ Dutkiewicz, A.; Volk, H.; George, S. C.; Ridley, J.; Buick, R. (2006). "Biomarkers from Huronian oil-bearing fluïu inclusions: an uncontaminated record of life before the Great Oxidation Event". Geology. 34 (6): 437. Bibcode:2006Geo....34..437D. doi:10.1130/G22360.1.
- ↑ Anbar, A.; Duan, Y.; Lyons, T.; Arnold, G.; Kendall, B.; Creaser, R.; Kaufman, A.; Gordon, G.; Scott, C.; Garvin, J.; Buick, R. (2007). "A whiff of oxygen before the great oxidation event?". Science. 317 (5846): 1903–1906. Bibcode:2007Sci...317.1903A. doi:10.1126/science.1140325. PMID 17901330.
- ↑ Dole, M. (1965). "The Natural History of Oxygen". The Journal of General Physiology. 49 (1): Suppl:Supp5–27. doi:10.1085/jgp.49.1.5. PMC 2195461. PMID 5859927.
- ↑ 11,0 11,1 Robert E. Kopp; Joseph L. Kirschvink; Isaac A. Hilburn; Cody Z. Nash (2005). "The Paleoproterozoic snowball Earth: A climate disaster triggered by the evolution of oxygenic photosynthesis". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 102 (32): 11131–6. Bibcode:2005PNAS..10211131K. doi:10.1073/pnas.0504878102. PMC 1183582. PMID 16061801.
- ↑ First breath: Earth's billion-year struggle for oxygen New Scientist, #, 5 February 2010 by Nick Lane. A snowball period, which lasted from about 2.4 ya to about 2.0 ya, triggered by the Oxygen catastrophe
- ↑ Sperling, Erik; Frieder, Christina; Raman, Akkur; Girguis, Peter; Levin, Lisa; Knoll, Andrew (Aug 2013). "Oxygen, ecology, and the Cambrian radiation of animals". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 110: 13446–13451. doi:10.1073/pnas.1312778110. PMID 23898193. Recuperat en octubre 2014.
- Este artícul conté una traducció derivada de «Gran Oxidación» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.