Peristiwa Oksigenasi Besar

Peristiwa Oksigenasi Besar (GOE) adalah masuknya oksigen bebas ke atmosfer kita. Itu disebabkan oleh cyanobacteria yang melakukan fotosintesis. Ini membutuhkan waktu yang sangat lama, dari sekitar tiga miliar tahun yang lalu hingga sekitar satu miliar tahun yang lalu.

Fotosintesis menghasilkan oksigen sebelum dan sesudah GOE. Perbedaannya adalah bahwa sebelum GOE, bahan organik dan besi terlarut secara kimiawi menangkap oksigen bebas. Bumi memiliki banyak besi, dan besi memiliki kelarutan yang lebih tinggi daripada oksidanya, sehingga lautan memiliki banyak besi terlarut. Ini menjadi oksida besi dan membuat endapan besar sebagai batuan besi berpita dari era Archaean dan Proterozoikum. Ketika tidak cukup besi yang tersisa untuk menangkap lebih banyak oksigen, oksigen bebas terakumulasi di atmosfer. Ini adalah GOE.

Oksigen beracun bagi sebagian besar penghuni anaerobik Bumi pada saat itu. Ketika cyanobacteria menghasilkan oksigen, dan membangun stromatolit mereka, mereka mengubah lingkungan untuk protista lainnya. Karena protista lain tidak memiliki cara untuk menangani oksigen, sebagian besar akan punah. Konsekuensi lain adalah efek oksigen bebas pada metana atmosfer, gas rumah kaca. Reaksi tersebut menghilangkan metana dan menyebabkan glasiasi Huronian, mungkin episode Bumi bola salju terpanjang yang pernah ada. Oksigen bebas telah menjadi bagian penting dari atmosfer sejak saat itu.

O2 penumpukan di atmosfer Bumi. Garis merah dan hijau mewakili kisaran estimasi sementara waktu diukur dalam miliaran tahun yang lalu (Ga). Tahap 1 (3,85-2,45 Ga): Praktis tidak ada O2 di atmosfer. Tahap 2 (2,45-1,85 Ga): O2 diproduksi, tetapi diserap di lautan & batuan dasar laut. Tahap 3 (1,85-0,85 Ga): O2 mulai mengeluarkan gas dari lautan, tetapi diserap oleh permukaan tanah. Tahap 4 & 5 (0,85-sekarang): O2 tenggelam terisi dan gas terakumulasi.

Waktu

Buktinya adalah bahwa oksigen bebas pertama kali diproduksi oleh organisme fotosintetik (prokariotik, kemudian eukariotik) yang mengeluarkan oksigen sebagai produk limbah. Organisme-organisme ini hidup jauh sebelum GOE, mungkin 3500 juta tahun yang lalu (mya). Oksigen yang mereka hasilkan akan dengan cepat dihilangkan dari atmosfer oleh 'karat massal' yang menyebabkan pengendapan formasi besi berpita. Oksigen hanya mulai bertahan di atmosfer dalam jumlah kecil tak lama (~50 juta tahun) sebelum dimulainya GOE. Tanpa adanya penarikan, oksigen akan terakumulasi dengan sangat cepat. Pada tingkat fotosintesis saat ini (yang jauh lebih besar daripada yang ada di Prakambrium yang bebas tumbuhan darat), tingkat O₂ atmosfer modern dapat diproduksi dalam waktu sekitar 2.000 tahun.

Ringkasan:

3.500 mya Archaean eon: produksi oksigen oleh sianobakteri dalam stromatolit.
Oksigen menyebabkan deposit besi sebagai oksida besi dalam formasi besi berpita.
c. 2.400 mya Era Palaeoproterozoikum: oksigen bebas lepas ke atmosfer, sebagian besar diserap di daratan.
c. 850 mya Era Neoproterozoikum: oksigen mulai terakumulasi di atmosfer. Terus meningkat selama era Palaeozoikum hingga tingkat sekarang.

Pertanyaan dan Jawaban

T: Apa yang dimaksud dengan Peristiwa Oksigenasi Besar (GOE)?

J: GOE adalah penciptaan oksigen bebas di atmosfer kita, yang disebabkan oleh cyanobacteria yang melakukan fotosintesis. Peristiwa ini terjadi dalam jangka waktu yang lama, dari tiga miliar tahun yang lalu hingga sekitar satu miliar tahun yang lalu.

T: Bagaimana GOE terjadi?

J: Sebelum GOE, bahan organik dan besi terlarut secara kimiawi menangkap oksigen bebas. Ketika tidak ada cukup besi yang tersisa untuk menangkap lebih banyak oksigen, oksigen bebas terakumulasi di atmosfer, dan terjadilah GOE.

T: Apa saja konsekuensi dari GOE?

J: Oksigen merupakan racun bagi sebagian besar penghuni Bumi yang bersifat anaerob pada saat itu, sehingga banyak yang punah. Oksigen bebas juga bereaksi dengan metana di atmosfer, gas rumah kaca, melepaskannya dan menyebabkan glasiasi Huronian - mungkin episode bola salju terpanjang yang pernah terjadi di Bumi. Oksigen bebas telah menjadi bagian penting dari atmosfer kita sejak saat itu.

T: Apa itu stromatolit?

J: Stromatolit adalah struktur berlapis yang dibentuk oleh cyanobacteria yang dapat ditemukan di lingkungan air dangkal seperti laguna dan kolam pasang surut. Stromatolit terbentuk ketika bakteri menjebak partikel sedimen di dalam lapisan lendirnya dan membentuk lapisan di atas satu sama lain seiring berjalannya waktu.

T: Bagaimana fotosintesis memengaruhi Bumi sebelum dan sesudah GOE?

J: Fotosintesis menghasilkan oksigen sebelum dan sesudah GOE; namun sebelum kejadian tersebut, semua oksigen bebas akan ditangkap oleh bahan organik atau besi terlarut, sedangkan setelah kejadian tersebut, beberapa oksigen bebas dapat terakumulasi di atmosfer karena kurangnya besi yang tersedia untuk menangkap semuanya.

T: Kapan peristiwa ini terjadi?

J: Peristiwa Oksigenasi Besar terjadi dari tiga miliar tahun yang lalu hingga sekitar satu miliar tahun yang lalu.