Причины Кислородной катастрофы
Единственным значимым источником молекулярного кислорода является биосфера, точнее, фотосинтезирующие организмы. Фотосинтез, видимо, появился на заре существования биосферы (3,7—3,8 млрд. лет назад), однако архебактерии и большинство групп бактерий не вырабатывали при фотосинтезе кислород. Кислородный фотосинтез возник у цианобактерий 2,7—2,8 млрд лет назад. Выделяющийся кислород практически сразу расходовался на окисление горных пород, растворённых соединений и газов атмосферы. Высокая концентрация создавалась лишь локально, в пределах бактериальных матов. После того, как поверхностные породы и газы атмосферы оказались окисленными, кислород начал накапливаться в атмосфере в свободном виде.
Одним из вероятных факторов, повлиявших на смену микробных сообществ, было изменение химического состава океана, вызванное угасанием вулканической активности.
Несмотря на то, что кислород создал условия для развития нашей жизни, он же уничтожил большинство представителей анаэробной жизни на Земле. И именно поэтому это событие называют «катастрофой». Цианобактерии, производящие кислород, стали причиной исчезновения почти всей жизни «до-кислородного» периода. Ко всему именно свободный атмосферный кислород стал причиной периода Гуронского оледенения, поскольку соединялся с метаном, находящимся в атмосфере.
Наиболее распространенная теория относительно Кислородной катастрофы предполагает, что большие количества кислорода были произведены фотосинтетическими организмами, которые высвобождали кислород после определенных химических организмов, как побочный и ненужный в их жизнедеятельности газ. Эти организмы существовали задолго до катастрофы, и высвобождаемый ими газ поглощался железом и другими полезными ископаемыми, что привело к смещению формирований железа. В этот период в атмосферу попадало очень мало кислорода, но постепенно он стал все более быстро накапливаться.
Это накопление кислорода в атмосфере планеты привело к окислению находящегося в атмосфере метана до образования воды и углекислого газа, вызывая Гуронское оледенением (продлилось 300-400 млн. лет), а также привело к серьезным изменениям в природе химических взаимодействий на самой планете.
Последствия Кислородной катастрофы
В Биосфере, поскольку подавляющая часть организмов того времени была анаэробной, неспособной существовать при значимых концентрациях кислорода, произошла глобальная смена сообществ: анаэробные сообщества сменились аэробными, ограниченными ранее лишь «кислородными карманами»; анаэробные сообщества, наоборот, оказались оттеснены в «анаэробные карманы». В дальнейшем наличие молекулярного кислорода в атмосфере привело к формированию озонового экрана, существенно расширившего границы биосферы, и привело к распространению более энергетически выгодного дыхания.
В Литосфере, в результате Кислородной катастрофы практически все метаморфические и осадочные породы, составляющие большую часть земной коры, являются окислёнными.
В результате изменения химического состава атмосферы после Кислородной катастрофы изменилась её химическая активность, сформировался озоновый слой, резко уменьшился парниковый эффект. Как следствие, планета вступила в эпоху Гуронского оледенения.