Katastrofa tlenowa

Katastrofa tlenowa – wielkie przemiany środowiska Ziemi w okresie paleoproterozoiku 2,4–2,0 miliarda lat temu.

Ciśnienie parcjalne tlenu w atmosferze Ziemi. Linie przedstawiają zakres szacunków. Czas w miliardach lat temu (Gya). Zielona kreska, czas katastrofy tlenowej.

Gdy około 2,7 mld lat temu pojawiły się pierwsze formy posiadające zdolność fotosyntezy tlenowej, zaczęły one wytwarzać znaczne ilości tlenu, jednak wzrost jego ilości w atmosferze wystąpił ponad 300 mln lat później. Tłumaczy się to tym, że pierwsze cząsteczki tlenu wydzielane były do wody, tlen ten reagował z żelazem i z węglem.

W owym czasie organizmy fotosyntezujące produkowały także metan. Przy silnym promieniowaniu UV tlen reagował z metanem już przy stężeniu 0,0002% w atmosferze. Spadek zawartości metanu spowodował wystąpienie serii rozległych zlodowaceń. Dopiero uwięzienie większych ilości węgla w organizmach żywych i ich szczątkach spowodowało znaczący wzrost ilości tlenu w atmosferze, co wywołało powstanie warstwy ozonowej ograniczającej proces reakcji tlenu z metanem umożliwiając osiągnięcie stabilnego stanu o zawartości większej niż 0,2% tlenu w atmosferze.

Większa ilość tlenu spowodowała wielki kryzys ekologiczny. Dla większości bakterii beztlenowych (wówczas jedynych organizmów) tlen był trucizną i spowodował ich wielkie obumieranie, prawdopodobnie było to jedno z pierwszych masowych wymierań. Jednakże zarazem pojawiły się wtedy możliwości dla zupełnie nowego rodzaju organizmów żywych korzystających z możliwości energetycznych zawartych coraz powszechniej w materii organicznej, tj. wykorzystujących oddychanie tlenowe.

Znaczenie dla różnicowania minerałów

Katastrofa tlenowa jest zbieżna w czasie z gwałtownym wzrostem różnorodności minerałów na Ziemi. Szacuje się, że zdarzenie to spowodowało powstanie ponad 2,5 tysiąca nowych minerałów spośród około 4,5 tysiąca minerałów stwierdzonych na Ziemi. Większość z tych nowych minerałów powstała w procesach hydratacji i redoks minerałów tworzonych w wyniku dynamiki płaszcza i skorupy ziemskiej.