Var kommer atmosfäriskt syre ifrån?
Jordens atmosfär består av cirka 78% kväve och 21% syre, med spårmängder av andra gaser. Syre är avgörande för allt djurliv och för många andra organismer. Eftersom gasen används av syre-andningslivsformer och också tenderar att reagera med många stenar och mineraler, måste den ständigt fyllas på. Cirka 98% av atmosfäriskt syre kommer från fotosyntes, processen genom vilken växter producerar sockerarter från koldioxid och vatten. Resten är resultatet av uppdelningen av vatten genom ultraviolett strålning.
fotosyntes
växter och vissa bakterier använder fotosyntes för att tillverka mat i form av sockerarter och andra energirika ämnen. Vatten och koldioxid tas upp av organismen, och solljus ger energi som driver processen. Syre råkar vara en mycket användbar biprodukt. När det gäller forskare har syrenivåer på jorden förblivit ganska stabila i flera hundra miljoner år. Detta indikeraratt syreproduktion genom fotosyntes har varit mer eller mindre balanserad av dess konsumtion av andra processer, såsom syre-andning eller aerob, livsformer och kemiska reaktioner.
Källorna till atmosfäriskt syre genom fotosyntes är fytoplankton, såsom cyanobakterier i havet, och träd och andra gröna växter på land. Det belopp som varje källa bidrar är under debatt: Vissa forskare föreslår att över hälften kommer från hav, till exempel, medan andra sätter numret närmare en tredjedel. Det som är tydligt är att antalet har fluktuerat över geologisk tid, beroende på livets balans på jorden. När atmosfären först utvecklades, till exempel, bidrog cyanobakterier med det mesta av syre.
ökningen av syrenivåerna
Det tros att inledningsvis syre producerad av cyanobakterier användes upp och reagerade med järn i jord, stenar och havet,Formande järnoxidföreningar och mineraler. Geologer kan uppskatta mängden syre i atmosfären i forntida tider genom att titta på de typer av järnföreningar i stenar. I frånvaro av syre tenderar järn att kombinera med svavel och bildar sulfider såsom pyriter. När det är närvarande bryts emellertid dessa föreningar och järnen kombineras med syre och bildar oxider. Som ett resultat indikerar pyriter i forntida bergarter låga syrenivåer, medan oxider indikerar närvaron av betydande mängder av gasen.
När det mesta av det tillgängliga järnet hade kombinerats med syre kunde gasen ackumulera i atmosfären. Det tros att för cirka 2,3 miljarder år sedan hade nivåerna stigit från ett litet spår till cirka 1% av atmosfären. Saker tycktes då balansera under en lång period när andra organismer utvecklades för att använda syre för att tillhandahålla energi genom oxidation av kol, vilket producerar koldioxid (CO 2 ). De uppnådde detta genom att äta kolrika organiska växtmaterial, EIThennes levande eller död. Detta skapade en balans, med syreproduktion genom fotosyntes matchad av dess konsumtion av syre-andningsorganismer.
Det verkar som om fotosyntesen enbart inte på grund av denna balans inte kan redogöra för den initiala syreökningen. En förklaring är att en del döda organiska ämnen blev begravda i lera eller annat sediment och inte var tillgängligt för aeroba organismer. Denna fråga kunde inte kombinera med atmosfäriskt syre, så inte allt producerat element användes på detta sätt, vilket gjorde att nivåerna kan stiga.
Vid någon tidpunkt senare i jordens historia steg syre nivåer dramatiskt till runt deras nuvarande nivå. Vissa forskare tror att detta kan ha hänt för cirka 600 miljoner år sedan. Ungefär denna tid dök många relativt stora, komplexa, multicellulära organismer som skulle ha krävt mycket högre syrenivåer. Det är dock inte klart vad som orsakade denna förändring. Intressant nog inträffade det när jorden tycktes komma från en massiv is age, under vilken de flesta av planeten täcktes av is.
En teori är att glaciärernas verkan, när man går framåt och retirerar, grundar sten rik på fosfor och släppte enorma mängder av den i haven. Fosfor är ett viktigt näringsämne för fytoplankton, så detta kan ha orsakat en explosion av denna livsform. Detta skulle i sin tur leda till ökad produktion av syre, med förmodligen mycket lite landbaserat liv för att använda det. Men inte alla forskare håller med om denna teori, och från och med 2012 förblir frågan olöst.
hot mot atmosfäriska syrenivåer
En studie har visat att syrenivåerna minskade stadigt mellan 1990 och 2008 med cirka 0,0317% totalt. Detta tillskrivs främst förbränningen av fossila bränslen, som använder upp syre i förbränning. Nedgången är emellertid mindre än väntat, med tanke på mängden fossila bränslen som bränns under den perioden. En möjlighet är att ökade nivåer av koldioxid, eventuellt i kombination med användning av FeRTilizers, har uppmuntrat snabbare växttillväxt och mer fotosyntes, delvis kompenserar för förlusten. Det uppskattas att även om alla världens fossila bränslereserver skulle brännas, skulle det bara ha en mycket liten direkt inverkan på syrenivåerna.
avskogning är ett annat populärt problem. Även om förstörelsen av stora regnskogsområden har många andra allvarliga miljöeffekter, anses det osannolikt att det minskar syrenivåerna avsevärt. Förutom träd och andra gröna växter stöder regnskogar en hel rad syre andningsliv. Det verkar som om dessa skogar bidrar mycket lite till atmosfäriska syrenivåer totalt sett, eftersom de konsumerar nästan lika mycket syre som de producerar.
Ett mer allvarligt hot kan vara påverkan av mänskliga aktiviteter på fytoplankton, som enligt vissa källor ger det största bidraget till globala syrenivåer. Det finns oro för att ökad koldioxid i atmosfären från förbränning av fossila bränslen kunde görae Oceans varmare och surare, vilket kan minska mängden fytoplankton. Från och med 2012 är bevisen oklara, eftersom olika typer av fytoplankton påverkas annorlunda. Vissa kan minska i antal, medan andra kan växa och fotosyntes snabbare.