Накопление кислорода в атмосфере

Принято считать (или опираться на немногочисленные доказательства ), что атмосферный кислород накапливается из-за экстенсивного фотосинтеза.

Я скептически отношусь к этой теории о том, что биотические факторы ответственны за создание 21% атмосферы (около 40 миллионов молей кислорода), и я не смог найти никаких исследовательских статей, в которых пытались бы смоделировать этот процесс; сама теория не кажется полной.

Настоящая теория не принимает во внимание возможность того, что аэробное дыхание эволюционировало совместно с оксигенным фотосинтезом, и то, как уровень кислорода в атмосфере стабилизировался на уровне 21%. Логично предположить, что поскольку клеточные концентрации кислорода у цианобактерий будут высокими; возможно, что использование кислорода в качестве акцептора электронов является механизмом предотвращения окислительного повреждения.

Еще один момент, хотя это и не является логическим основанием сомневаться в теории; просто кажется слишком поразительно невероятным, что жизнь на Земле зависела от организма? Как цианобактерии так процветали? Как фотосинтез превзошел производство кислорода в результате абиотических реакций, таких как УФ-фотолиз воды (что кажется правдоподобным)?

Предполагая, что популяция цианобактерий ограничена общей доступной водой (которая всегда будет меньше, чем общая площадь поверхности моря x ~ 2 м [лимнетическая зона]), 12 часами доступного света и возможностью коэволюции аэробного дыхания, сколько времени потребуется? требуется, чтобы произвести столько кислорода. Есть ли какое-либо исследование, которое количественно подтверждает эту гипотезу?

Понижение, вероятно, связано с тем, что вопрос не очень ясен, а ваше обоснование сомнения в доказательствах непоследовательно, трудно для понимания и делает довольно много необоснованных предположений. Хуже всего то, что это не дает никаких фактических оснований сомневаться в устоявшейся теории: 1 миллиард лет — это чертовски много, и даже принимая во внимание, что 99,9% произведенного кислорода потребляется сразу, я не понимаю, почему это может привести к такому накоплению. неправдоподобно. У вас есть расчет, показывающий обратное?
потому что нет ясного объяснения, почему теория абсолютна. Вы просите расчет. Я также не видел никаких расчетов, подтверждающих установленную теорию (я не нашел в гугле). И цель задать вопрос также состоит в том, чтобы узнать, знаком ли кто-нибудь с исследованиями, в которых измерялись эти параметры, чтобы я мог рассчитать сам и посмотреть.
Относительно связности вопроса: постараюсь сформулировать получше. Но это просьба, чтобы вы дали мне знать, если вопрос нужно перефразировать, иначе я никогда не узнаю, что не так.
Я слышал, вы говорите: комментировать до отрицательного голоса или, по крайней мере, после. Тем не менее, я также согласен с @KonradRudolph. Ваши ссылки - хорошее место для начала, но только это. Вы читали списки ссылок Википедии? Использовали ли вы Google Scholar или другие средства для поиска научной/научной литературы? Вы смотрели какие-нибудь последние учебники по геологии (или смежным областям — астрономии, планетологии, атмосферологии и т. д.)? Это сложная тема, и никто не говорил, что теории «абсолютны», но… знаете ли… сделайте домашнее задание, прежде чем начинать сомневаться. Или разместить на другом SE (о науке).

Ответы (1)

Изначально не было проблем с выделением кислорода, поскольку количество железа на Земле сначала реагировало с кислородом, образуя соединения Fe2+ и Fe3+. Только после того, как все доступное железо прореагировало с кислородом, кислород начал накапливаться в атмосфере, но скорость производства кислорода всеми цианобактериями на планете к тому времени была довольно высокой.

Доказательством этого являются окисленные соединения железа, появившиеся через некоторое время после эволюции цианобактерий и предшествующие свободному кислороду в атмосфере, которые приведены в статье, на которую вы ссылаетесь.

Если вы хотите сделать приблизительную оценку, в этой статье утверждается, что ежегодно фиксируется 25 гигатонн углерода из CO2. Это 2,1e+12 молей углерода, которые должны высвободить такое же количество молей O2. В атмосфере содержится 5,1480×1018 кг , из которых кислород составляет 21% по объему или 23% по весу. Итак, 1,6e+20 моль кислорода. Тогда это соотношение означает, что потребуется приблизительно 7 600 000 лет, чтобы текущая скорость производства кислорода подняла атмосферу с 0% кислорода до нынешних 21% кислорода. Это согласуется с примерно 50 миллионами лет, предложенными для времени от начала накопления кислорода в атмосфере до Великого события оксигенации .

Пожалуйста, добавьте ссылки на первые два абзаца.
Скорость производства O2 может не совпадать со скоростью фиксации CO2. Они не связаны напрямую, верно. И мы игнорируем дыхание; Оксигенное дыхание должно было развиваться одновременно, и оно потребляло бы некоторое количество кислорода. Я был бы признателен, если бы вы могли поделиться статьей, в которой сообщается о выходе кислорода на биомассу цианобактерий за время [я не смог найти ее]
Даже если мы предположим, что теория окисления железа верна и свободный кислород накапливается немного позже, концентрации кислорода в клетках должны быть достаточно высокими, чтобы вызвать повреждение.
Хорошо O2 связан с фиксацией CO2, за исключением того, что он используется для дыхания. Если предположить, что производство O2 только что развилось, не было бы ничего, что использовало бы кислород для немедленного дыхания; кислород токсичен для анаэробной жизни и будет удален как побочный продукт.
Ну… легкие реакции производят НАДФН и АТФ (3 моля АТФ и 2 моля НАДФН на моль высвобождающегося кислорода). Существуют процессы, отличные от цикла Кальвина-Бенсона, которые потребляют АТФ и НАДФН. Тем не менее неверно считать, что на моль фиксированного СО2 выделяется 1 моль О2. Если вы уверены в этом, пожалуйста, дайте мне знать ссылки. В этой статье в значительной степени предполагается, что не существует выхода O2/CO2 1:1.
Накопление кислорода в атмосфере
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v