Bizning sayyoramiz 4,5 milliard yildan ortiq dinamik rivojlanib kelayotgan murakkab tizimdir. Ushbu tizimning barcha tarkibiy qismlari (Yerning qattiq jismlari, gidrosfera, atmosfera, biosfera) bir-biri bilan o'zaro aloqada bo'lib, doimiy ravishda murakkab, ba'zan noaniq munosabatda o'zgarib turadi. Zamonaviy Yer bu uzoq davom etgan evolyutsiyaning oraliq natijasidir.
Yer sistemasining eng muhim tarkibiy qismlaridan biri bu litosfera, suv qobig'i, biosfera va quyosh radiatsiyasi bilan bevosita aloqada bo'lgan atmosfera. Sayyoramiz rivojlanishining ba'zi bosqichlarida atmosfera juda jiddiy o'zgarishlarga duch keldi va uzoqqa cho'zilgan oqibatlarga olib keldi. Bunday global o'zgarishlardan biri kislorod halokati deb ataladi. Bu voqeaning Yer tarixidagi ahamiyati nihoyatda katta. Axir, sayyoradagi hayotning keyingi rivojlanishi aynan u bilan bog'liq edi.
Kislorod halokati nima
Bu atama 20-asrning ikkinchi yarmining boshlarida paydo boʻlgan, oʻshanda prekembriy choʻkma jarayonlarini oʻrganish asosidakislorod miqdorining hozirgi miqdoridan 1% gacha keskin o'sishi haqidagi xulosa (Paster nuqtalari). Natijada atmosfera barqaror oksidlovchi xususiyatga ega bo'ldi. Bu, o'z navbatida, fermentativ fermentatsiya (glikoliz) o'rniga ancha samarali kislorodli nafas olishdan foydalanadigan hayot shakllarining rivojlanishiga olib keldi.
Zamonaviy tadqiqotlar ilgari mavjud boʻlgan nazariyani sezilarli darajada takomillashtirishga olib keldi, bu shuni koʻrsatdiki, Erdagi kislorod miqdori arxey-proterozoy chegarasidan oldin ham, undan keyin ham sezilarli darajada oʻzgargan va umuman, atmosfera tarixi avvalgiga qaraganda ancha murakkabroq. o'yladim.
Qadimgi muhit va ibtidoiy hayot faoliyati
Atmosferaning birlamchi tarkibini mutlaq aniqlik bilan aniqlash mumkin emas va u oʻsha davrda uning doimiy boʻlishi dargumon edi, lekin u vulqon gazlari va ularning jinslar bilan oʻzaro taʼsirida hosil boʻlgan mahsulotlarga asoslanganligi aniq. yer yuzasi. Shunisi e'tiborga loyiqki, ular orasida kislorod bo'lishi mumkin emas - bu vulqon mahsuloti emas. Dastlabki atmosfera shunday tiklovchi edi. Atmosfera kislorodining deyarli barchasi biogen kelib chiqishidir.
Geokimyoviy va insolyatsiya sharoitlari, ehtimol, prokaryotik organizmlarning qatlamli jamoalari - matlar shakllanishiga yordam bergan va ularning ba'zilari allaqachon fotosintezni amalga oshirishi mumkin edi (birinchi anoksigen, masalan, vodorod sulfidiga asoslangan). Tez orada, arxeyning birinchi yarmida, siyanobakteriyalar yuqori energiyali kislorod fotosintezini o'zlashtirdilar,Yerdagi kislorod halokati nomini olgan jarayonning aybdoriga aylandi.
Arxeydagi suv, atmosfera va kislorod
Shuni esda tutish kerakki, ibtidoiy landshaft, birinchi navbatda, o'simliklarning etishmasligi tufayli quruqlikning intensiv eroziyasi tufayli o'sha davr uchun barqaror quruqlik-dengiz chegarasi haqida gapirishning qonuniy emasligi bilan ajralib turardi.. Ko'pincha beqaror qirg'oq chizig'i bilan suv bosadigan keng hududlarni tasavvur qilish to'g'riroq bo'lar edi, masalan, siyanobakteriyalar mavjud bo'lgan sharoitlar.
Ular tomonidan ajratilgan kislorod - chiqindi mahsulotlar - okeanga va pastki qatlamlarga, keyin esa Yer atmosferasining yuqori qatlamlariga tushdi. Suvda u erigan metallarni, birinchi navbatda, temirni, atmosferada - uning bir qismi bo'lgan gazlarni oksidladi. Bundan tashqari, u organik moddalarning oksidlanishiga sarflangan. Kislorod to'planib qolmadi, faqat uning kontsentratsiyasining mahalliy ortishi kuzatildi.
Oksidlovchi atmosferaning uzoq vaqt oʻrnatilishi
Hozirgi vaqtda arxey oxiridagi kislorodning koʻtarilishi Yer tektonik rejimining oʻzgarishi (haqiqiy materik qobigʻining shakllanishi va plitalar tektonikasining shakllanishi) va vulqon faolligi tabiatining oʻzgarishi bilan bogʻliq. ular. Bu issiqxona effektining pasayishiga va 2,1 dan 2,4 milliard yilgacha davom etgan uzoq Guron muzliklariga olib keldi. Bundan tashqari, sakrash (taxminan 2 milliard yil oldin) kislorod miqdorining pasayishi bilan sodir bo'lganligi ma'lum, uning sabablari hali ham noma'lum.
Deyarli butun proterozoy davrida, 800 million yil oldin, atmosferadagi kislorod kontsentratsiyasi o'zgarib turdi, ammo o'rtacha arxeynikidan yuqori bo'lsa-da, juda past bo'lib qoldi. Atmosferaning bunday beqaror tarkibi nafaqat biologik faollik, balki ko'p darajada tektonik hodisalar va vulqonizm rejimi bilan ham bog'liq deb taxmin qilinadi. Aytishimiz mumkinki, Yer tarixidagi kislorod halokati deyarli 2 milliard yil davom etgan - bu voqea emas, balki uzoq murakkab jarayon edi.
Hayot va kislorod
Okean va atmosferada erkin kislorodning fotosintezning qoʻshimcha mahsuloti sifatida paydo boʻlishi bu zaharli gazni oʻzlashtirib, hayotda ishlatishga qodir aerob organizmlarning rivojlanishiga olib keldi. Bu qisman kislorodning bunchalik uzoq vaqt davomida to'planmasligini tushuntiradi: hayot shakllari undan foydalanish uchun juda tez paydo bo'ldi.
Arxey-proterozoy chegarasida kislorod portlashi organik sikldan oʻtgan uglerodning izotop anomaliyasi boʻlgan Lomagundi-Yatulian hodisasi bilan bogʻliq. Ehtimol, bu o'sish erta aerobik hayotning o'sishiga olib kelgan bo'lishi mumkin, bunga taxminan 2,1 milliard yil avval tegishli Frankvil biotasi misol bo'la oladi, u go'yoki Yerdagi birinchi ibtidoiy ko'p hujayrali organizmlarni o'z ichiga oladi.
Koʻp oʻtmay, yuqorida aytib oʻtilganidek, kislorod miqdori tushib ketdi va keyin ancha past qiymatlar atrofida oʻzgarib ketdi. Balki kislorod iste'molini ko'paytirishga sabab bo'lgan hayotning chaqnashi,hali juda kichik edi, bu kuzda ma'lum bir rol o'ynadi? Kelajakda aerobik hayot juda qulay bo'lgan va "ko'p hujayrali darajaga erishish" uchun qayta-qayta urinishlar bo'lgan qandaydir "kislorod cho'ntaklari" paydo bo'lishi kerak edi.
Kislorod falokatining oqibatlari va ahamiyati
Demak, atmosfera tarkibidagi global oʻzgarishlar, maʼlum boʻlishicha, halokatli emas edi. Biroq, ularning oqibatlari sayyoramizni tubdan o'zgartirdi.
Hayotiy faoliyatlarini yuqori samarali kislorodli nafas olish asosida quruvchi hayot shakllari paydo boʻldi, bu esa biosferaning keyingi sifat jihatidan murakkablashishi uchun old shart-sharoitlarni yaratdi. O'z navbatida, Yer atmosferasining ozon qatlami hosil bo'lmasdan bo'lmaydi - unda erkin kislorod paydo bo'lishining yana bir oqibati.
Bundan tashqari, koʻplab anaerob organizmlar oʻz yashash muhitida bu agressiv gaz mavjudligiga moslasha olmay, nobud boʻldi, boshqalari esa kislorodsiz “choʻntaklarda” yashash bilan cheklanishga majbur boʻldi. Sovet va rus olimi, mikrobiolog G. A. Zavarzinning majoziy ifodasiga ko'ra, biosfera kislorod halokati natijasida "ichiga aylandi". Buning oqibati proterozoy oxiridagi ikkinchi katta kislorod hodisasi bo'lib, ko'p hujayrali hayotning yakuniy shakllanishiga olib keldi.
