为什么地球大气中有丰富的氧气?

Question

很明显,由于光合作用。但它实际上并不明显,毕竟,由于呼吸光合作用主要是平衡的。

我们可以总结光合作用和呼吸作用的过程是这样的:$ $ \开始{对齐}\ ce{二氧化碳+水+ h \ν}& \ rightarrow \ ce {O2 + CH2O(生物质)}\ \ \ ce {O2 + CH2O(生物质)}& \ rightarrow \ ce{二氧化碳+水}\{对齐}$ $如果这两个反应总是平衡的浓度\ ce {O2}美元就不会改变。如果我理解正确的话,有非生物过程消耗\ ce {O2}美元形成氧化铁,所以为了有持久\ ce {O2}美元在地球的大气层,整个生物圈必须不断地产生过剩。为了要实现这一目标,必须有一些使用生物质进程速度non-neglible没有删除相应数量的美元\ ce大气中的{O2} $。

我的问题是,这是流程主要负责什么?只是由于埋葬unoxidised有机物(形成煤炭、石油等),还是有更多的比吗?

如果他们是不同的过程,我想不管是什么导致了多余的氧气在“大氧化事件,以及维护现代地球上的多余的氧气。

Answer 1

这只是一个片面的回答,因为它不能解释为什么O的过剩₂待但有一件事你必须欣赏是有氧呼吸光合作用出现近十亿年之后,所以我们不能说,光合作用和呼吸作用始终相互平衡。

蓝藻(光合作用)被认为是出现在某个时候3至2.5 ga (e . g。Altermann & Kazmierczak 2003,布洛克et al . 2003),而线粒体(和有氧呼吸)被认为是进化在某个时候2和1.5 ga(见e . g。树篱et al . 2004)。

有因此至少十亿年在蓝藻生产O₂没有人能呼吸。

Answer 2

我的回答有点超出的证据,并没有太多的证据。

这个问题

现在有很多免费的氧气。这个氧没有突然从地下或来自太空。它曾经是附加到一些东西。问题是,它是什么相连,是连接到发生了什么事?

背景

首先,有充分的理由认为,细菌已经做氧化phosporylation之前有任何自由氧。它不需要自由氧,它需要一个电子受体。O₂提供了大部分能量,但许多其他反应物提供一些能源和细菌王国使用各种各样令人眼花缭乱的。使用不同的电子受体只需要一个不同的酶——其他的途径可以是相同的。

之前有自由氧,原核生物做套利,他们进化到使用最好的电子供体/电子受体对他们所能找到的任何条件下他们面临。和所有用于创建在一个循环。任何他们用完了,没有更换,很快就会消失。

之前有自由氧,光合作用仍然完成了。一些细菌使用H₂年代作为电子供体,创建年代之后可以减少能源。一些H创建₂。一些可以减少有限公司₂这样他们可以使用他们所需要的碳和氧,使结构。有些不可能,但仍然可以获得能量从光。一个办法,氧化磷酸化几乎是一样的,它使用了吸收光能量的电子传递而不是使用氧化还原能量,在几乎相同的途径。

周期。每一个反应都必须被撤消,或其产品将会增加,反应变得非常缓慢。除了产品,改变状态。固体或气体产品不会抑制反应。

所以,各种各样令人眼花缭乱的电子给体和受体。光合作用产生能量对分子或离子。然后氧化还原产生缺乏能量对分子或离子。

氧气是什么是注定要在过去,这不是晚绑定?

一些可能性

1. 氢。光合作用产生的一种形式₂。也许,有些时候一大堆的H₂是创造了空间。一样O和H O余地较小₂剩下。

2. 硫磺。也许大部分的硫在海洋中是存储为₃。

H₂所以₃- > S + H₂O + O₂。

硫氧化,所以₃。或者它可以取代氧气作为氧化剂——H₂O H - >₂年代等等。

因此通过改变状态可能影响自由啊₂。和固体硫可能会在海底俯冲。

3. 重金属+硫。也许有很多的铁和镍等溶解在古老的海洋,还有大量的硫。硫酸铁相当可溶性在室温下,近300克/升。它不是碱性。但硫化铁不溶性。很多其他的重金属有类似的表现。

F₃O₄+ 4 H₂所以₃F - >₃年代₄+ 6 O₂+ 4 H₂0(和许多其他的组合)

4. 氮。NH氮可以减少₄或氧化不₂或没有₃。

2没有₂+ 4 H + = N₂+ O₂+ 2 H₂O

也许有一段时间大气中只有75% N₂现在,没有啊₂。这个反应意味着海洋比现在更酸。但是可能有其他反应会抵消,还有很多其他的缓冲区。

5. 硅。通常是氧化硅、SiO₂。它没有这个比例。其他硅化合物,如金刚砂SiC,陨硅铁镍石菲₅如果₂稳定在酸水、氮化硅硅₃N₄磷化、硅SiP₂等。硅氧烷可以比Si: O 1:1。低分子量硅氧烷是由现代厌氧沼气发酵,尽管它可能是真核生物生产它们。有一个潜在的巨大的SiO₂可以释放氧气,虽然只有一个小的可溶在任何时候。

或细菌可以代谢硅酸成不溶性化合物,减少了氧气。这完全是假设,因为只有金刚砂发现了一点,剩下的必须是俯冲。

条带状含铁的形成虽然有非晶层的石英。二氧化硅被从水中移除。也许是交替铁被移除,而可溶性硅氧烷积累在水里,然后是硅氧烷被转换为硅和铁在水中积累时删除。

这是一个复杂的反应网络。光合作用提供能量来创造能源丰富的化学物质。同时每一个生物,没有光合作用正忙着寻找的最佳组合催化化学反应提供能量,与创建所需的分子生长和繁殖。奇怪的事情发生了。

Answer 3

我将探索答案承认地球温度在古代远远高于我们现在假设。当前的标准模型是“雪球地球”让许多尚未解决的问题——看“微弱的阳光年轻悖论”。

我将假定的总量\ ce {H_2O},美元\ ce{二氧化碳},美元\ ce{成分}是美元大幅持续在整个地球的历史。

所有海洋的水会留在大气层温度足够高。氧气的比例将\约0美元,因为它将由巨大的蒙面$ \ ce {H_2O} $。

稍后,当气温下降,水已经迁移到海底,的比例\ ce {O}爆炸美元目前的水平。这一事实被称为“大氧化事件”,它不是很好理解在标准模型下。

关于自由氧的来源(复制/粘贴)

“有两个已知的自然生产氧气的方法:通过紫外线分解水和光合作用。在ECM,前者过程最初比目前更有效,因为更大的大量的水蒸气和紫外线辐射强度发生。氧的生物生产是重要的在太古代,结束在2.5 Ga,因此比通用。通常的方法是首先考虑的生物产生氧气结合溶解铁在海洋和只有极大地释放到大气中之后,一种解释认为之间的延迟时间的生物生产氧和大气水平的崛起。在这里,不需要考虑延迟——生物吸收的氧气溶解在水中,产生巨大的气氛没有显著改变其组成;氧水平增加只有当大气中显著减少由于水蒸气的凝结。现在可以考虑,氧气在大量生产以来,第一次从紫外线分解,随着时间的推移速度下降,很快,其次是生物产量。在这种情况下,有一个重要的自由大气中氧气之前开始的大气水平显著增加;和一些潜在的证据可以确定(审查看到山口,2005)。”

ECM代表不断变化的气候模型这个新概念被带到生活在正式文档中(如果你想进一步探索您可以按照第二个链接在我的配置文件,不是同行评审)

编辑添加:
虽然没有人愿意同行评审ECM的文档,(*)的图fig.9提供建模数据与Oxigen的最近的测量。
措施违背所有接受模型(5倍Oxigen 815 ma),这个消息出现在图4
http://motherboard.vice.com/en_uk/read/scientists -释放-空气- - -被困- - 8亿年了

相反ECM的图9图9所示。氧气体积的变化比率ECM1由于大气的大小的变化,保持氧气的数量不变(厚蓝线)。灰色的线表示氧气体积比的限制(大气中的分压)估计在荷兰(2006)

ECM不是同行评议的但它预测的数据(数据)!

(*)ECM是创建一个工程师和科学家认为,科学不是工程师。

注意:这个新的测量使说:氧气第一,生活第二,呈现错误大部分人可以找到答案。

为什么那么多票(5)如果是臭名昭著的,都能找到一个错误的文件吗?