El nostre planeta és un sistema complex que s'ha desenvolupat de manera dinàmica durant més de 4.500 milions d'anys. Tots els components d'aquest sistema (el cos sòlid de la Terra, la hidrosfera, l'atmosfera, la biosfera), que interactuen entre ells, canvien contínuament en una relació complexa, de vegades no òbvia. La Terra moderna és un resultat intermedi d'aquesta llarga evolució.
Un dels components més importants del sistema que és la Terra: l'atmosfera, que està en contacte directe amb la litosfera, i amb la closca d'aigua, i amb la biosfera, i amb la radiació solar. En algunes etapes del desenvolupament del nostre planeta, l'atmosfera ha sofert canvis molt importants amb conseqüències de gran abast. Un d'aquests canvis globals s'anomena catàstrofe de l'oxigen. La importància d'aquest esdeveniment en la història de la Terra és excepcionalment gran. Al cap i a la fi, va ser amb ell que es va relacionar el desenvolupament posterior de la vida al planeta.
Què és una catàstrofe d'oxigen
El terme va sorgir a principis de la segona meitat del segle XX, quan, a partir de l'estudi dels processos de sedimentació del Precambrià,conclusió sobre l'augment brusc del contingut d'oxigen fins a un 1% de la seva quantitat actual (punts Pasteur). Com a resultat, l'atmosfera va assumir un caràcter constantment oxidant. Això, al seu torn, va provocar el desenvolupament de formes de vida que utilitzen una respiració d'oxigen molt més eficient en lloc de la fermentació enzimàtica (glicòlisi).
La investigació moderna ha fet perfeccionaments significatius a la teoria existent anteriorment, demostrant que el contingut d'oxigen a la Terra tant abans com després del límit Arceo-Proterozoic va fluctuar significativament i, en general, la història de l'atmosfera és molt més complicada que abans. pensat.
Atmosfera antiga i activitats de la vida primitiva
La composició primària de l'atmosfera no es pot establir amb una precisió absoluta, i era poc probable que fos constant en aquella època, però és evident que es basava en gasos volcànics i els productes de la seva interacció amb les roques. de la superfície terrestre. És significatiu que entre ells no hi podria haver oxigen, no és un producte volcànic. Per tant, l'atmosfera primerenca era restauradora. Gairebé tot l'oxigen atmosfèric és d'origen biogènic.
Les condicions geoquímiques i d'insolació probablement van contribuir a la formació d'estores: comunitats en capes d'organismes procariotes, i alguns d'ells ja podien dur a terme la fotosíntesi (primer anoxigènica, per exemple, a base de sulfur d'hidrogen). Molt aviat, sembla que ja a la primera meitat de l'Arqueà, els cianobacteris van dominar la fotosíntesi d'oxigen d' alta energia,que es va convertir en el culpable del procés, que va rebre el nom de la catàstrofe d'oxigen a la Terra.
Aigua, atmosfera i oxigen a l'Arqueu
Cal recordar que el paisatge primitiu es va distingir principalment pel fet que no és gaire legítim parlar d'un límit terra-mar estable per a aquella època a causa de l'erosió intensa de la terra per absència de plantes.. Seria més correcte imaginar-se àmplies zones sovint inundades amb una costa molt inestable, tals eren les condicions per a l'existència de catifes de cianobacteris.
L'oxigen alliberat per ells -productes de rebuig- va entrar a l'oceà i a les capes inferiors, i després a les capes superiors de l'atmosfera terrestre. A l'aigua, va oxidar els metalls dissolts, principalment el ferro, a l'atmosfera: els gasos que en formaven part. A més, es va gastar en l'oxidació de la matèria orgànica. No es va produir cap acumulació d'oxigen, només es van produir augments locals de la seva concentració.
Llarg establiment d'una atmosfera oxidant
En l'actualitat, la pujada d'oxigen del final de l'Arqueà està associada a canvis en el règim tectònic de la Terra (formació de l'escorça continental real i formació de plaques tectòniques) i al canvi en la naturalesa de l'activitat volcànica provocat per ells. Va provocar una disminució de l'efecte hivernacle i una llarga glaciació Huron, que va durar entre 2.100 i 2.400 milions d'anys. També se sap que el s alt (fa uns 2.000 milions d'anys) va ser seguit per una caiguda del contingut d'oxigen, els motius del qual encara no estan clars.
Durant gairebé tot el Proterozoic, fins fa 800 milions d'anys, la concentració d'oxigen a l'atmosfera va fluctuar, romanent, però, de mitjana molt baixa, encara que ja més alta que a l'Arqueic. Se suposa que una composició tan inestable de l'atmosfera s'associa no només amb l'activitat biològica, sinó també en gran mesura amb els fenòmens tectònics i el règim del vulcanisme. Podem dir que la catàstrofe de l'oxigen a la història de la Terra es va estendre durant gairebé 2.000 milions d'anys; no va ser tant un esdeveniment com un procés llarg i complex.
Vida i oxigen
L'aparició d'oxigen lliure a l'oceà i l'atmosfera com a subproducte de la fotosíntesi ha donat lloc al desenvolupament d'organismes aeròbics capaços d'assimilar i utilitzar aquest gas tòxic a la vida. Això explica en part el fet que l'oxigen no s'acumulés durant un període tan llarg: les formes de vida van aparèixer bastant ràpidament per utilitzar-lo.
L'esclat d'oxigen al límit Archean-Proterozoic es correlaciona amb l'anomenat esdeveniment Lomagundi-Yatulian, una anomalia isòtopa del carboni que ha passat pel cicle orgànic. És possible que aquest augment hagi provocat l'augment de la vida aeròbica primerenca, com ho mostra la biota de Francville datada fa uns 2.100 milions d'anys, que inclou suposadament els primers organismes multicel·lulars primitius de la Terra.
Aviat, com ja s'ha assenyalat, el contingut d'oxigen va baixar i després va fluctuar al voltant de valors força baixos. Potser un llampec de vida que va provocar un augment del consum d'oxigen,que encara era molt petita, va tenir un cert paper en aquesta tardor? En el futur, però, s'havien de sorgir algun tipus de "bosses d'oxigen", on la vida aeròbica existia amb força comoditat i es va fer intents repetits per "assolir el nivell pluricel·lular".
Conseqüències i importància de la catàstrofe de l'oxigen
Per tant, els canvis globals en la composició de l'atmosfera no van ser, com va resultar, catastròfics. Tanmateix, les conseqüències d'ells van canviar realment radicalment el nostre planeta.
Van sorgir formes de vida que construeixen la seva activitat vital sobre la respiració d'oxigen altament eficient, que va crear les condicions prèvies per a la posterior complicació qualitativa de la biosfera. Al seu torn, no hauria estat possible sense la formació de la capa d'ozó de l'atmosfera terrestre, una altra conseqüència de l'aparició d'oxigen lliure en ella.
A més, molts organismes anaeròbics no es van poder adaptar a la presència d'aquest gas agressiu al seu hàbitat i es van extingir, mentre que d' altres es van veure obligats a limitar-se a l'existència en "butxaques" lliures d'oxigen. Segons l'expressió figurativa del científic soviètic i rus, el microbiòleg G. A. Zavarzin, la biosfera "es va "tornar" com a resultat de la catàstrofe de l'oxigen. La conseqüència d'això va ser el segon gran esdeveniment d'oxigen al final del Proterozoic, que va donar lloc a la formació final de vida pluricel·lular.
