Hvor kommer atmosfærisk oksygen fra?

Jordens atmosfære består av omtrent 78% nitrogen og 21% oksygen, med spormengder av andre gasser. Oksygen er essensielt for alt dyreliv, og for mange andre organismer. Siden gassen brukes opp av oksygenpustende livsformer, og også har en tendens til å reagere med mange bergarter og mineraler, må den konstant fylles på. Omtrent 98% av atmosfærisk oksygen kommer fra fotosyntesen, prosessen som planter produserer sukker fra karbondioksid og vann. Resten er resultatet av sammenbrudd av vann ved ultrafiolett stråling.

Fotosyntese

Planter og noen bakterier bruker fotosyntese for å produsere mat i form av sukker og andre energi -rike stoffer. Vann og karbondioksid tas opp av organismen, og sollys gir energi som driver prosessen. Oksygen er tilfeldigvis et meget nyttig biprodukt. Så langt forskere kan fortelle, har oksygennivået på jorden holdt seg ganske stabile i flere hundre millioner år. Dette indikererAt oksygenproduksjon ved fotosyntese har vært mer eller mindre balansert av forbruket av andre prosesser, for eksempel oksygenpustende, eller aerob, livsformer og kjemiske reaksjoner.

Kildene til atmosfærisk oksygen gjennom fotosyntesen er planteplankton, for eksempel cyanobakterier i havet, og trær og andre grønne planter på land. Beløpet som hver kilde bidrar med er under debatt: Noen forskere antyder at over halvparten kommer fra hav, for eksempel, mens andre setter antallet nærmere en tredjedel. Det som er klart er at tallene har svingt over geologisk tid, avhengig av livsbalansen på jorden. Da atmosfæren først utviklet seg, for eksempel, bidro cyanobakterier det meste av oksygenet.

økningen i oksygennivået

Det antas at oksygen produsert av cyanobakterier ble brukt opp reagert med jern i jordsmonn, bergarter og havet,danner jernoksydforbindelser og mineraler. Geologer kan estimere mengden oksygen i atmosfæren i eldgamle tider ved å se på hva slags jernforbindelser i bergarter. I fravær av oksygen har jern en tendens til å kombinere med svovel, og danner sulfider som pyritter. Når det er til stede, brytes imidlertid disse forbindelsene sammen og jernet kombineres med oksygen, og danner oksider. Som et resultat indikerer pyritter i gamle bergarter lave oksygennivåer, mens oksider indikerer tilstedeværelsen av betydelige mengder gass.

Når det meste av det tilgjengelige jernet hadde kombinert med oksygen, var gassen i stand til å samle seg i atmosfæren. Det antas at for rundt 2,3 milliarder år siden hadde nivåene steget fra et lite spor til omtrent 1% av atmosfæren. Ting så ut til å balansere i en lang periode etter hvert som andre organismer utviklet seg til å bruke oksygen for å gi energi ved oksidasjon av karbon, og produserte karbondioksid (CO _{2 ). De oppnådde dette ved å spise karbonrikt organisk plantemateriale, EIThennes levende eller død. Dette skapte en balanse, med oksygenproduksjon gjennom fotosyntesen matchet av forbruket av oksygenpustende organismer.}

Det ser ut til at fotosyntesen alene ikke kan utgjøre den første økningen i oksygen. En forklaring er at noe død organisk materiale ble begravet i gjørme eller annet sediment og ikke var tilgjengelig for aerobe organismer. Denne saken kunne ikke kombinere med atmosfærisk oksygen, så ikke alt det produserte elementet ble brukt opp på denne måten, slik at nivåene kunne stige.

På et tidspunkt senere i jordens historie steg oksygennivåene dramatisk til rundt sitt nåværende nivå. Noen forskere mener dette kan ha skjedd for rundt 600 millioner år siden. Rundt denne tiden dukket det opp veldig mange relativt store, komplekse, flercellede organismer som ville ha krevd mye høyere oksygennivå. Det er imidlertid ikke klart hva som forårsaket denne endringen. Interessant nok skjedde det da jorden så ut til å komme fra en massiv is aGE, der det meste av planeten ble dekket av is.

En teori er at virkningen av isbreer, når de fremmer og trekker seg tilbake, malte opp stein rik på fosfor og frigjorde enorme mengder av den i havene. Fosfor er et essensielt næringsstoff for planteplankton, så dette kan ha forårsaket en eksplosjon av denne formen for liv. Dette ville igjen føre til økt produksjon av oksygen, med sannsynligvis veldig lite landbasert liv for å bruke det opp. Ikke alle forskere er imidlertid enige i denne teorien, og fra og med 2012 forblir problemet uavklart.

Trusler mot atmosfæriske oksygennivåer

En studie har vist at oksygennivået falt jevnlig mellom 1990 og 2008 med omtrent 0,0317% totalt. Dette tilskrives for det meste forbrenning av fossilt brensel, som bruker opp oksygen i forbrenning. Nedgangen er imidlertid mindre enn forventet, gitt mengden fossilt brensel som er brent i løpet av den perioden. En mulighet er at økte nivåer av karbondioksid, muligens kombinert med bruk av FERtilizers, har oppmuntret til raskere plantevekst og mer fotosyntese, og kompenserer delvis for tapet. Det anslås at selv om alle verdens fossile drivstoffreserver skulle brennes, ville det bare ha en veldig liten direkte innvirkning på oksygennivået.

avskoging er en annen populær bekymring. Selv om ødeleggelsen av store områder med regnskog har mange andre alvorlige miljøeffekter, anses det som usannsynlig å redusere oksygennivået betydelig. I tillegg til trær og andre grønne planter, støtter regnskoger en hel rekke oksygenpustende liv. Det ser ut til at disse skogene bidrar veldig lite til atmosfæriske oksygennivåer totalt sett, ettersom de bruker nesten like mye oksygen som de produserer.

En mer alvorlig trussel kan være virkningen av menneskelige aktiviteter på planteplankton, som ifølge noen kilder gir det største bidraget til globale oksygennivåer. Det er bekymring for at økt karbondioksid i atmosfæren fra forbrenning av fossilt brensel kan gjøree havene varmere og surere, noe som kan redusere mengden planteplankton. Fra 2012 er bevisene uklare, ettersom forskjellige typer planteplankton påvirkes annerledes. Noen kan avta i antall, mens andre kan vokse og fotosynteser raskere.