写于 2018-10-28 06:18:04| 亚洲城网页版| 亚洲成ca88网页版

地球的大气包含氧气多久了

最近的一篇论文表明大约2950亿年前大气中出现了低水平的氧气

这比以前认为的大约晚了5.5亿年

了解大气氧气的来源是研究生命进化的关键

早期生物圈由生活在高温下的极端微生物组成 - 温度,低氧和低pH(酸)环境,如深海中的火山口CO2和H2相互反应产生有机分子和甲烷有机物质产生于二氧化碳,水和太阳能光能相结合的地方形成碳水化合物和氧气蓝藻在海面附近释放氧气最古老的已知例子是被称为叠层石的微生物菌落,它们在3430亿年前在浅水中朝向太阳生长,如西澳皮尔巴拉地区所见(见下图

地球前20亿年的氧气含量估计为10-5倍根据研究人员Kasting和Donahue,在那个阶段,自由氧可能对原始生命形式产生毒性作用Heinrich Holland的开创性研究表明氧气进化的几个阶段大约385亿年前,大气层基本上或完全没有氧气也是海洋,可能除了浅海洋中的氧气外,大约2.45亿年前,大气中的氧气水平急剧上升,大约在1.85亿年前趋于平稳

浅海洋变得温和氧化,而深海则继续缺氧大约6.35亿年前,在南澳大利亚弗林德斯山脉发现的埃迪卡拉动物群的崛起意味着全球大气氧含量上升,这是因为多细胞生物的蛋白质分子需要氧气来合成大气中的氧气水平从大约上升054万年前,在二叠纪达到了一个大约300 - 250万年的高峰期然后,从大约2亿年前下降到侏罗纪,之后它们缓慢上升到现在的水平,如图所示

一些作者认为,大约2,470-2.450亿年前氧气的增加与广泛的火山活动有关,火山气体还原氧化状态的变化,带状铁层的冰川作用和沉积,Kump和Kasting表明地球氧气层的氧含量变化,其岩浆产物对海洋和大气的成分有影响

在早期沉积物中带状铁质地层和富含铁的jaspillite(见右图)可以告诉我们很多关于氧气水平的研究一些研究人员认为,在太古代大气的低氧条件下,铁溶解在海水中氧化亚铁(FeO),然后通过细菌的氧化活性和/或通过光解沉淀为氧化铁(Fe2O3),这是阳光光子触发c的地方水的化学分解在某些情况下,早期海洋中氧化亚铁浓度的增加跟随着主要的小行星撞击,可能的侵蚀在这些阶段,玄武岩中含铁矿物的分解和FeO向海洋的供应增加之后是氧化和带状铁层的沉淀在沉积物中存在未氧化的硫化物(金属 - 硫矿物)和铀矿(UO2)颗粒被认为是低水平或不存在氧的证据研究硫同位素关系使研究人员可以推断是否存在早期大气层中的臭氧层根据Kopp等人的报道,大约在23-2-22万年前,由蓝藻产生的氧气可能已经摧毁了富含甲烷的温室大气层,并在短至100万年的时间尺度上引发了冰川事件

这表明含氧蓝藻在此之前不久进化和辐射有人提出最早的蓝细菌evol大约在2700万年前发生过短暂的大气氧合作用发生在早在27-26百万年前

然而,Crowe等人最近发表的论文提出氧气的早期升高

这种推断是基于研究人员在检测到的氧化风化时所做的

他们观察了南非Pongola超群的2950亿年前的古土和带状铁层

 研究人员注意到铬同位素和氧化还原敏感金属在这些土壤中的分布铬同位素对涉及氧的反应很敏感,较重的同位素在氧化时比较轻的同位素稍微可溶

根据这些研究人员的计算,大气中的氧浓度为那个阶段是目前水平的3×10-4倍

额外的氧气在大气中部分转化为臭氧(O3),过滤破坏性的太阳紫外线辐射,当晚元古代海洋变得富含氧气时,新的微生物物种就会出现,它允许蛋白质链发展这意味着Ediacara动物群 - 最早已知的多细胞生物 - 可能出现在含氧海洋中Canfield等人提出氧气水平是允许多细胞动物出现的关键因素长期稳定的含氧环境可能允许双侧移动动物进入在冰川终止后出现6.35亿年前随后发生了[寒武纪爆发的开始](http:// enw​​ikipediaorg / wiki / Wonderful_Life_(图书编号29)),当时发育了丰富多样的生物体在晚期有高水平的氧气石炭纪 - 二叠纪和新生代冰期这些水平被认为至少部分与中低纬度森林的强烈增长有关,后者通过光合作用释放氧气相反,早白垩世和侏罗纪以及早泥盆世等温暖时期的特征氧气含量低于15%这可能是因为陆地植被的大量燃烧目前的气候变化构成了一个主要的氧化事件迄今为止,地质沉积物和土地清理中释放出超过5600亿吨碳这种碳通过相互作用被氧化与大气氧气,少量降低其水平(见上图)大气氧气水平的进一步下降将由e反转在世界某些地区,在较高的温度,蒸发和降雨条件下出现热带条件,而在其他地区,草案的开发会导致进一步燃烧和氧化,氧气的最终平衡仍然未知