Es wird allgemein angenommen (oder basierend auf wenigen Beweisen ), dass sich atmosphärischer Sauerstoff aufgrund umfangreicher Photosynthese gebildet hat.
Ich bin skeptisch gegenüber dieser Theorie, dass biotische Faktoren allein für die Entstehung von 21% der Atmosphäre (rund 40 Millionen Mol Sauerstoff) verantwortlich sind, und ich konnte keine Forschungsartikel finden, die versuchten, diesen Prozess zu modellieren; die Theorie selbst scheint nicht vollständig zu sein.
Die vorliegende Theorie berücksichtigt nicht die Möglichkeit, dass sich die aerobe Atmung zusammen mit der sauerstoffhaltigen Photosynthese entwickelt hat und wie sich der atmosphärische Sauerstoffgehalt bei 21 % stabilisiert hat. Es ist nicht unlogisch anzunehmen, dass die zellulären Sauerstoffkonzentrationen in Cyanobakterien hoch sind; Es ist möglich, dass die Verwendung von Sauerstoff als Elektronenakzeptor ein Mechanismus zur Verhinderung von oxidativen Schäden ist.
Ein weiterer Punkt, obwohl es keine logische Rechtfertigung ist, die Theorie anzuzweifeln; Es scheint einfach zu unglaublich, dass das Leben auf der Erde von einem Organismus abhängig war? Wie konnten Cyanobakterien so stark gedeihen? Wie überholte die Photosynthese die Sauerstoffproduktion durch abiotische Reaktionen wie die UV-Photolyse von Wasser (was plausibel erscheint)?
Unter der Annahme, dass die Cyanobakterienpopulation durch das insgesamt verfügbare Wasser (das immer kleiner als die gesamte Meeresoberfläche x ~2 m [limnetische Zone] sein wird), 12 Stunden verfügbares Licht und die Möglichkeit der Koevolution der aeroben Atmung begrenzt ist, wie viel Zeit würde dies tun? es dauert, um so viel Sauerstoff zu produzieren. Gibt es eine Studie, die diese Hypothese quantitativ belegt?
Anfangs gab es kein Problem mit der Freisetzung von Sauerstoff, da die Eisenmenge auf der Erde zuerst mit dem Sauerstoff reagierte und Fe2+- und Fe3+-Verbindungen bildete. Erst nachdem das gesamte verfügbare Eisen mit Sauerstoff reagiert hatte, begann sich der Sauerstoff in der Atmosphäre aufzubauen, aber die Rate der Sauerstoffproduktion aller Cyanobakterien auf dem Planeten war zu diesem Zeitpunkt ziemlich hoch.
Beweise dafür sind oxidierte Eisenverbindungen, die irgendwann nach der Entwicklung von Cyanobakterien auftreten und vor dem freien Sauerstoff in der Atmosphäre datieren, der in dem von Ihnen verlinkten Artikel angegeben ist.
Wenn Sie eine grobe Schätzung vornehmen möchten, behauptet dieses Papier , dass jedes Jahr 25 Giga-Tonnen Kohlenstoff aus CO2 gebunden werden. Dies sind 2,1e+12 Mol Kohlenstoff, die dann die gleiche Anzahl Mol O2 freisetzen sollten. Die Atmosphäre enthält 5,1480 × 1018 kg , wovon Sauerstoff 21 Vol.-% oder 23 Gew.-% ausmacht. Also 1,6e+20 Mol Sauerstoff. Das Verhältnis bedeutet dann, dass es ungefähr 7.600.000 Jahre dauern würde, bis die aktuelle Sauerstoffproduktionsrate die Atmosphäre von 0 % Sauerstoff auf die aktuellen 21 % Sauerstoff bringt. Dies stimmt mit den ungefähr 50 Millionen Jahren überein, die für den Zeitpunkt vom Beginn der Sauerstoffanreicherung in der Atmosphäre bis zum großen Sauerstoffereignis vorgeschlagen wurden
Konrad Rudolf
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