Planetimiz 4,5 milyard ildən çox dinamik inkişaf edən mürəkkəb sistemdir. Bu sistemin bütün komponentləri (Yer kürəsinin bərk cismi, hidrosfer, atmosfer, biosfer) bir-biri ilə qarşılıqlı əlaqədə olmaqla, davamlı olaraq mürəkkəb, bəzən qeyri-aşkar əlaqədə dəyişirdi. Müasir Yer bu uzun təkamülün ara nəticəsidir.
Yerin olduğu sistemin ən mühüm komponentlərindən biri - litosfer, su qabığı, biosfer və günəş radiasiyası ilə birbaşa təmasda olan atmosfer. Planetimizin inkişafının bəzi mərhələlərində atmosfer çox böyük nəticələrə səbəb olan çox əhəmiyyətli dəyişikliklərə məruz qalmışdır. Belə qlobal dəyişikliklərdən biri oksigen fəlakəti adlanır. Bu hadisənin Yer kürəsinin tarixindəki əhəmiyyəti müstəsna dərəcədə böyükdür. Axı planetdə həyatın sonrakı inkişafı məhz onunla bağlı idi.
Oksigen fəlakəti nədir
Termin 20-ci əsrin ikinci yarısının əvvəllərində yaranıb, o zaman Kembridən əvvəlki çöküntü proseslərinin öyrənilməsi əsasındaoksigenin mövcud miqdarının 1% -ə qədər kəskin artması ilə bağlı nəticə (Paster nöqtələri). Nəticədə atmosfer davamlı oksidləşdirici xarakter aldı. Bu, öz növbəsində, fermentativ fermentasiya (qlikoliz) əvəzinə daha səmərəli oksigen tənəffüsündən istifadə edən həyat formalarının inkişafına səbəb oldu.
Müasir tədqiqatlar əvvəllər mövcud olan nəzəriyyədə əhəmiyyətli təkmilləşdirmələr apararaq, Yerdəki oksigenin həm arxey-proterozoyik sərhədindən əvvəl, həm də ondan sonra əhəmiyyətli dərəcədə dəyişdiyini və ümumiyyətlə atmosferin tarixinin əvvəlkindən çox daha mürəkkəb olduğunu göstərdi. düşündüm.
Qədim atmosfer və ibtidai həyatın fəaliyyəti
Atmosferin ilkin tərkibini mütləq dəqiqliklə müəyyən etmək mümkün deyil və onun o dövrdə sabit olması ehtimalı az idi, lakin onun vulkanik qazlara və onların süxurlarla qarşılıqlı təsir məhsullarına əsaslandığı aydındır. yer səthinin. Maraqlıdır ki, onların arasında oksigen ola bilməz - bu, vulkanik məhsul deyil. İlkin atmosfer beləliklə bərpaedici idi. Demək olar ki, bütün atmosfer oksigeni biogen mənşəlidir.
Geokimyəvi və insolasiya şəraiti yəqin ki, həsirlərin - prokaryotik orqanizmlərin laylı icmalarının əmələ gəlməsinə kömək etdi və onlardan bəziləri artıq fotosintez apara bildi (birinci anoksigen, məsələn, hidrogen sulfid əsasında). Çox keçmədən, yəqin ki, artıq Arxeyanın birinci yarısında siyanobakteriyalar yüksək enerjili oksigen fotosintezini mənimsəmişlər,Yerdəki oksigen fəlakətinin adını alan prosesin günahkarı oldu.
Arxeydə su, atmosfer və oksigen
Yadda saxlamaq lazımdır ki, ibtidai landşaft ilk növbədə onunla seçilirdi ki, bitkilərin olmaması səbəbindən torpağın intensiv aşınması səbəbindən o dövr üçün sabit quru-dəniz sərhədindən danışmaq çətin ki, qanuni olsun.. Çox vaxt siyanobakteriyaların mövcudluğu üçün şərait olan yüksək qeyri-sabit sahil xətti ilə su basan geniş əraziləri təsəvvür etmək daha düzgün olardı.
Onların buraxdığı oksigen - tullantı məhsullar okeana və aşağıya, sonra isə Yer atmosferinin yuxarı qatlarına daxil olub. Suda o, atmosferdə həll olunan metalları, ilk növbədə dəmiri - onun bir hissəsi olan qazları oksidləşdirdi. Bundan əlavə, üzvi maddələrin oksidləşməsinə sərf edilmişdir. Oksigenin yığılması baş vermədi, yalnız onun konsentrasiyasında yerli artımlar baş verdi.
Oksidləşdirici atmosferin uzun müddət qurulması
Hazırda Arxeyanın sonundakı oksigen dalğası Yerin tektonik rejiminin dəyişməsi (həqiqi qitə qabığının formalaşması və plitə tektonikasının formalaşması) və vulkanik fəaliyyətin təbiətinin dəyişməsi ilə əlaqədardır. onlar. Bu, istixana effektinin azalmasına və 2,1 milyard ildən 2,4 milyard ilə qədər davam edən uzun Huron buzlaşması ilə nəticələndi. O da məlumdur ki, sıçrayış (təxminən 2 milyard il əvvəl) ardınca oksigen miqdarında azalma baş verib, bunun səbəbləri hələ də bəlli deyil.
Demək olar ki, bütün Proterozoy dövründə, 800 milyon il əvvələ qədər, atmosferdəki oksigen konsentrasiyası dəyişdi, bununla belə, Arxeydəkindən artıq olsa da, orta hesabla çox aşağı səviyyədə qaldı. Atmosferin belə qeyri-sabit tərkibinin təkcə bioloji aktivliklə deyil, həm də böyük ölçüdə tektonik hadisələr və vulkanizm rejimi ilə əlaqəli olduğu güman edilir. Deyə bilərik ki, Yer kürəsinin tarixində oksigen fəlakəti təxminən 2 milyard il davam etdi - bu, bir hadisə deyil, uzun mürəkkəb proses idi.
Həyat və oksigen
Okeanda və atmosferdə sərbəst oksigenin fotosintezin əlavə məhsulu kimi görünməsi bu zəhərli qazı həyatda mənimsəyə və istifadə etməyə qadir olan aerob orqanizmlərin inkişafına səbəb olmuşdur. Bu, oksigenin bu qədər uzun müddət toplanmamasını qismən izah edir: həyat formaları ondan istifadə etmək üçün kifayət qədər tez ortaya çıxdı.
Arxe-Proterozoy sərhəddində oksigen partlaması, üzvi dövrdən keçmiş karbonun izotop anomaliyası olan Lomaqundi-Yatulian hadisəsi adlanan hadisə ilə əlaqələndirilir. Mümkündür ki, bu artım, təxminən 2,1 milyard il əvvələ aid olan və Yer üzündə ilk ibtidai çoxhüceyrəli orqanizmləri ehtiva edən Frankvil biotasının nümunəsində göstərildiyi kimi erkən aerob həyatın artmasına səbəb olub.
Tezliklə, artıq qeyd edildiyi kimi, oksigen miqdarı azaldı və sonra kifayət qədər aşağı dəyərlər ətrafında dəyişdi. Bəlkə də oksigen istehlakının artmasına səbəb olan bir həyat parıltısı,hələ çox kiçik olan bu payızda müəyyən rol oynadı? Lakin gələcəkdə aerobik həyatın kifayət qədər rahat mövcud olduğu və “çoxhüceyrəli səviyyəyə çatmaq” üçün dəfələrlə cəhdlər etdiyi bir növ “oksigen cibləri” meydana çıxmalı idi.
Oksigen fəlakətinin nəticələri və əhəmiyyəti
Beləliklə, atmosferin tərkibindəki qlobal dəyişikliklər, məlum olduğu kimi, fəlakətli deyildi. Lakin onların nəticələri planetimizi həqiqətən kökündən dəyişdi.
Həyat fəaliyyətini yüksək səmərəli oksigen tənəffüsü üzərində quran həyat formaları meydana çıxdı ki, bu da biosferin sonrakı keyfiyyətcə mürəkkəbləşməsi üçün ilkin şərait yaratdı. Öz növbəsində, Yer atmosferinin ozon təbəqəsi əmələ gəlməsəydi, bu, onun tərkibində sərbəst oksigenin görünməsinin növbəti nəticəsidir.
Bundan əlavə, bir çox anaerob orqanizmlər yaşayış yerlərində bu aqressiv qazın mövcudluğuna uyğunlaşa bilməyib ölüblər, digərləri isə oksigensiz "ciblərdə" mövcudluğu ilə məhdudlaşmağa məcbur olublar. Sovet və rus alimi, mikrobioloq G. A. Zavarzinin obrazlı ifadəsinə görə, oksigen fəlakəti nəticəsində biosfer “içəri çevrildi”. Bunun nəticəsi proterozoyun sonunda çoxhüceyrəli həyatın son formalaşması ilə nəticələnən ikinci böyük oksigen hadisəsi oldu.
