大氧化事件
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大氧化事件（英语：Great Oxygenation Event或Great Oxidation Event），也有氧气灾变（Oxygen Catastrophe）、氧气浩劫（Oxygen Holocaust）、氧气危机（Oxygen Crisis）、氧气革命（Oxygen Revolution）等不同称呼，指地球地质历史上在约26亿年前的太古宙—元古宙交界期海洋和大气层内的氧气含量突然增加的一段时间。在此之前的早期大气并没有游离态的氧气，而是个主要成分由氮气、甲烷、氨气、二氧化碳和硫化氢等物质组成的还原性大气，任何游离氧气都会很快被这些还原剂通过氧化还原反应移除掉。然而在新太古代末期，游离氧气的证据首次出现在地质记录中，说明地球大气从还原性大气开始转为了氧化性大气。
阶段一（38.5－24.5亿年）：大气基本无氧。大洋都基本无氧，但浅海可能有氧。
阶段二（24.5－18.5亿年）：氧气生成，升到0.02至0.04大气压，但由海洋与海床岩石吸收。
阶段三（18.5－8.5亿年）：氧量加到由大洋释出，但由地面吸收，氧量没有明显变化。
阶段四与五（8.5亿年至今）：其它储氧介质饱和，氧在大气积聚。[1]
这些新出现的氧来自蓝绿菌的产氧光合作用，是叶绿素捕捉日光中的红蓝光分解水分子获取氢正离子进行固碳过程中的副产物。但蓝绿菌至少在中太古代就已出现，到大氧化事件时已经存在近10亿年，却直到新太古代末期才有游离氧气在短时间内突然增加，其完整原因尚不得知，目前只有若干种假说能解释。目前最受欢迎的说法是之前海洋和地表含有的还原性物质（特别是亚铁、硫和大气甲烷）仍然很多，氧气被移除的速度仍然高于其生产速度，直到新太古代因为还原剂逐渐枯竭才跨过临界点使得氧气的生产超过消耗，导致没被消耗移除的游离氧气首次成规模的出现在海洋和大气中。
大氧化事件永久性的改变了地球大气的成分，也在岩层中留下了例如条状铁层那样的矿石层。同时，因为曾在原始大气中有相当占比的甲烷与新生的氧气发生化学反应被大量消耗，使得温室效应锐减，在之后的新元古代引发了历时三亿年的休伦大冰期。极端的气候变化加上氧气活性对遗传物质和有机物的氧化破坏力，直接摧残了当时以海生厌氧原核菌毯为主的生物圈，造成了严格意义上可能是生命史上最为严重的一次灭绝事件。但选择压力的改变也促进诞生了各类好氧菌和由好氧细菌与厌氧古菌发生内共生而演变出的真核生物，有氧呼吸所提供的强大潜能也使得日后藻类、原虫、真菌、动物和植物等复杂生命的演化成为可能[2]。
早期大气
地质证据
大氧化事件的证据是由定义这一系列地质事件的各种岩石学和地球化学标记提供的。
大陆指标
条状铁层
铁形态
同位素
化石和生物标志物（化学化石）
其他指标
假说
分阶段进化
营养饥荒
镍饥荒
增加通量
减少汇
构造触发因素
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双稳态
增加光周期
氧化的后果
在矿产多样化中的作用
在蓝菌门进化中的作用
真核生物的起源
洛马贡迪－贾图利碳同位素正漂移事件
参见
参考文献
- ^ Holland, Heinrich D. "The oxygenation of the atmosphere and oceans" （页面存档备份，存于互联网档案馆）. Philosophical Transactions of the Royal Society: Biological Sciences. Vol. 361. 2006. pp. 903–915.
- ^ 科学家揭开地球早期大气氧气起源之谜[永久失效链接]
外部链接
- Lane, Nick. First breath: Earth's billion-year struggle for oxygen. New Scientist. No. 2746. 5 February 2010 [2021-03-14]. （原始内容存档于2011-01-06）.