Киснева катастрофа

Затримка в утворенні кисневої атмосфери: A)- біосфера не продукує кисень, B)- кисень продукується, але поглинається в океанах і осадових породах C)- кисень починає виділятися з океанів, але поглинається на суші, а також йде на утворення озонового шару.

Киснева катастрофа (киснева революція) — докорінна зміна навколишнього середовища, що трапилася приблизно 2,4 мільярдів років тому під час сидерійського періоду на початку протерозойської ери.

Приблизно 2,7 мільярдів років тому атмосфера Землі складалася в основному з вуглекислого газу (приблизно 90%). Із появою живих організмів, які почали використовувати фотосинтез, поглинаючи вуглекислий газ та виробляючи значну кількість кисню, склад атмосфери зазнав кардинальних змін. У сучасну геологічну еру вміст вуглекислого газу в атмосфері дорівнює приблизно 0,03%. Відповідно, значно знизився атмосферний тиск. Це призвело до екологічної катастрофи, оскільки кисень отруйний для анаеробних організмів, що домінували на той час. Зміна складу атмосфери призвела до масового вимирання видів. Анаеробні бактерії вціліли лише глибоко під водою та в землі, де доступ кисню обмежений. Проте ця екологічна катастрофа створила передумови для розвитку енергетично вигіднішого кисневого обміну в живих організмах і розквіту життя в наступні епохи.

Затримка

Між виникненням фотосинтезу й кисневою катастрофою була затримка в 300 млн. років.

Одне з запронованих пояснень затримки — тектонічні зміни, які привели до появи морських шельфів, на яких органічний вуглець міг відкладатися у вигляді осаду. Крім того, вироблений кисень зв'язувався з іонами заліза, якими на той час був багатий океан, утворюючи поклади залізної руди. Проте ці механізми не можуть повністю пояснити природу затримки.

У 2006 році з'явилася нова гіпотеза. Здатні до фотосинтезу організми також виробляють метан. Метан легко окислюється під дією ультрафіолетового опромінення, зв'язуючи таким чином вивільнений кисень. Математичне моделювання атмосфери довело, що їй притаманна бістабільність — можуть існувати два різні рівноважні стани, в одному з яких вміст кисню становить 0,2%, а в іншому — понад 21%. До бістабільності призводить та обставина, що в атмосфері з високим вмістом кисню виникає озоновий шар, який має здатність екранувати ультрафіолетове випромінювання .