Suur hapnikusündmus
Suur hapnikusündmus (Great Oxygenation Event - GOE) oli vaba hapniku sissetoomine meie atmosfääri. Selle põhjustasid fotosünteesi tegevad tsüanobakterid. See kestis väga kaua, umbes kolm miljardit aastat tagasi kuni umbes miljard aastat tagasi.
Fotosüntees tootis hapnikku nii enne kui ka pärast suundorienteeritud struktuurimuutust. Erinevus seisnes selles, et enne suundorienteeritud suundorienteeritud struktuurimuutust püüdsid orgaaniline aine ja lahustunud raud keemiliselt kinni igasuguse vaba hapniku. Maal on palju rauda ja raua lahustuvus on suurem kui selle oksiididel, nii et ookeanides oli palju lahustunud rauda. See muutus raudoksiidiks ja moodustas tohutuid ladestusi arhea ja proterosoilise ajastu rauakivimina. Kui rauda ei jäänud enam piisavalt hapniku sidumiseks, kogunes atmosfääri vaba hapnik. See oligi GOE.
Hapnik oli toksiline enamiku Maa anaeroobsete elanike jaoks sel ajal. Kuna tsüanobakterid tootsid hapnikku ja ehitasid oma stromatoliite, muutsid nad teiste protiiside jaoks keskkonda. Kuna teistel protistidel ei olnud võimalik hapnikuga toime tulla, oleks enamik neist välja surnud. Teine tagajärg oli vaba hapniku mõju atmosfääri metaanile, mis on kasvuhoonegaas. Reaktsioon eemaldas metaani ja põhjustas Huuroni jääaja, mis on tõenäoliselt kõige pikem lumepall Maa episood ajaloos. Vaba hapnik on sellest ajast saadik olnud oluline osa atmosfäärist.
O2 kogunemine Maa atmosfääris. Punased ja rohelised jooned tähistavad hinnangute vahemikku, samal ajal kui aega mõõdetakse miljardites aastates (Ga). 1. etapp (3,85-2,45 Ga): O2 atmosfääris praktiliselt puudub. etapp (2,45-1,85 Ga): O2 tekib, kuid neeldub ookeanides ja merepõhja kivimites. etapp (1,85-0,85 Ga): O2 hakkab ookeanidest gaasistuma, kuid neeldub maismaapinnal. 4. ja 5. staadium (0,85 - praegu): O2 vajub täis ja gaas koguneb.
Ajastus
Tõendid näitavad, et vaba hapnikku tekitasid esmalt fotosünteetilised organismid (prokarüootilised, hiljem eukarüootilised), mis eraldasid hapnikku jäätmetena. Need organismid elasid ammu enne suundumuspärase elektrienergia tekkimist, ehk 3500 miljonit aastat tagasi (mya). Nende poolt toodetud hapnik oleks kiiresti eemaldatud atmosfäärist "massilise roostetamise" käigus, mis viis rauakihi moodustiste ladestumiseni. Hapnik hakkas atmosfääris väikestes kogustes püsima alles veidi (~50 miljonit aastat) enne suundumusliku arengueelse ajajärgu algust. Ilma tõmbeta koguneks hapnik väga kiiresti. Tänapäeva fotosünteesi kiiruse juures (mis on palju suurem kui maataimedeta eelkambriumi ajal) võiks tänapäeva atmosfääri O2 tase tekkida umbes 2000 aasta jooksul.
Kokkuvõte:
- 3500 mya Arhea eon: hapniku tootmine tsüanobakterite poolt stromatoliitides.
- Hapnik põhjustab raua ladestumist raudoksiididena rauakivimites.
- c. 2400 mya Paleoproterosoikumi ajastu: vaba hapnik pääseb atmosfääri, enamasti imendub maismaal.
- c. 850 mya Neoproterosoikumi ajastu: hapnik hakkab atmosfääri kogunema. Jätkub paleosoikumi ajal kuni tänapäevani.
Küsimused ja vastused
K: Mis on Suur Hapnikuüritus (Great Oxygenation Event, GOE)?
V: GOE oli vaba hapniku teke meie atmosfääris, mille põhjustasid fotosünteesi tegevad tsüanobakterid. See toimus pika aja jooksul, kolm miljardit aastat tagasi kuni umbes miljard aastat tagasi.
K: Kuidas toimus suundumuslik arenguhapniku teke?
V: Enne GOE-d püüdsid orgaanilised ained ja lahustunud raud keemiliselt kinni igasuguse vaba hapniku. Kui ei jäänud enam piisavalt rauda, et rohkem hapnikku kinni püüda, kogunes atmosfääri vaba hapnik, mis oligi suundumuslik areng.
K: Millised olid suundumuspärase heite tagajärjed?
V: Hapnik oli toksiline enamikule Maa anaeroobsetele elanikele sel ajal, mistõttu paljud neist surid välja. Vaba hapnik reageeris ka atmosfääri metaaniga, mis on kasvuhoonegaas, eemaldades selle ja põhjustades Huroni liustiku - ehk kõige pikema lumepalli-Episoodi Maa ajaloos. Vaba hapnik on sellest ajast saadik olnud meie atmosfääri oluline osa.
K: Mis on stromatoliidid?
V: Stromatoliidid on tsüanobakterite poolt moodustatud kihilised struktuurid, mida võib leida madalates veekeskkondades, näiteks laguunides ja loodete basseinides. Need tekivad, kui bakterid püüavad oma limaskihi sisse setteosakesi ja moodustavad aja jooksul üksteise peale matte.
K: Kuidas mõjutas fotosüntees Maad enne ja pärast GOE-d?
V: Fotosüntees tootis hapnikku nii enne kui ka pärast suundumuspärase elektrienergia tekkimist; enne seda oli aga kogu vaba hapnik orgaanilise aine või lahustunud raua poolt kinni püütud, samas kui pärast seda võis meie atmosfääri koguneda osa vaba hapnikku, kuna raua puudus, et seda enam kinni püüda.
K: Millal see sündmus toimus?
V: Suur hapnikusündmus toimus kolm miljardit aastat tagasi kuni umbes miljard aastat tagasi.
