Команда biogeochemists в Калифорнийском университете, Риверсайд, дает нам нетрадиционный образ мыслей о самом раннем накоплении кислорода в атмосфере, возможно самое важное биологическое событие в Земной истории.Общее согласие утверждает, что заметный кислород сначала накопился в атмосфере Земли приблизительно 2,3 миллиарда лет назад во время так называемого Great Oxidation Event (GOE).
Однако новая картина появляется: производство Кислорода фотосинтетическими cyanobacteria уже, возможно, начало 3 миллиарда лет назад, с концентрациями кислорода в атмосфере, потенциально повышающейся и падающей эпизодически более чем много сотен миллионов лет, отразив баланс между его переменным фотосинтетическим производством и его потреблением посредством реакции с уменьшенными комплексами, такими как водородный газ.«Есть растущий массив данных, который указывает на производство кислорода и накопление в океане и атмосфере задолго до GOE», сказал Тимоти В. Лайонс, преподаватель биогеохимии в Отделе наук о Земле и ведущем авторе всестороннего синтеза ценности больше чем десятилетия исследования в и вне его исследовательской группы.Лион и его соавторы, Кристофер Т. Райнхард и Ноа Дж. Планавский, оба бывших аспиранта UCR, отмечают, что, как только кислород наконец установил сильную точку опоры в атмосфере, начинающейся приблизительно 2,3 миллиарда лет назад, это, вероятно, повысилось до высоких концентраций, потенциально даже уровни как замеченные сегодня.
Затем по причинам, не хорошо понятым, выпало основание, кислород резко упал до крошечной части сегодняшнего уровня, и океан оставался главным образом бескислородным больше миллиарда лет.Бумага появляется по своей природе 19 февраля.
«Этот период расширенного низкого кислородного охвата от примерно 2 меньше чем до 1 миллиард лет назад был временем замечательной химической стабильности в океане и атмосфере», сказал Лайонс.Его исследовательская группа предполагает ряд взаимодействующих процессов или обратные связи, которые поддержали кислород на очень низких уровнях преимущественно, модулируя доступность поддерживающих жизнь питательных веществ в океане и таким образом производящей кислород фотосинтетической деятельности.«Мы предполагаем, что кислород был намного ниже, чем ранее мысль во время этой важной средней главы в Земной истории, которая, вероятно, объясняет низкое изобилие и разнообразие эукариотических организмов и отсутствие животных», сказал Лайонс.
Последний протерозой – период времени, начинающийся меньше чем миллиард лет назад после этой замечательной главы длительных низких уровней кислорода – поразительно отличался, отмечен чрезвычайной климатической декларацией событий в замораживании глобального масштаба, признаках, по крайней мере, интервалов как будто современного кислородного изобилия, и появлении и диверсификации самых ранних животных. Лион отмечает, что факторы, управляющие повышением животных, являются объектом близкого исследования, включая вызовы долго проводимому представлению, что основное повышение атмосферных концентраций кислорода вызвало событие.«Несмотря на новые идеи о происхождении животных, мы подозреваем, что кислород играл майора, если не доминирующая роль в выборе времени того повышения и, в частности, в последующем появлении сложной экологии для жизни животных на и в осадке, отношениях добычи хищника и больших телах,» сказал Лайонс. «Но, снова, обратные связи всегда управляют днем. Эволюция двигателей изменения окружающей среды и шаги в прогрессии жизни изменяют окружающую среду».
Никаким единственным фактором, вероятно, не будет целая история, и есть намного больше, чтобы быть написанным в рассказе. Лион и соавторы, наряду с исследовательскими группами со всего мира, сосредотачивают текущие усилия на выборе времени и водителях кислородонасыщения в последнем протерозое, одобряя комбинацию горного здания глобального масштаба, эволюционного контроля над способом, которым углерод периодически повторен в биосфере и сопутствующих событиях климата.
«Мы сталкиваемся с большим количеством вопросов о курице-и-яйце когда дело доходит до распутывания выбора времени и последовательности кислородонасыщения океана и атмосферы», сказал Лайонс. «Но теперь, вооруженная новыми и лучшими данными, более сложными числовыми моделированиями и высоко интегрированными расследованиями в лаборатории и области, история кислородонасыщения Земли кажется намного более длинной и более динамичной, чем предполагаемый прежде, и мы становимся ближе к пониманию механизмов позади такого изменения».