Acumulación de oxígeno en la atmósfera.

Se cree comúnmente (o se basa en pocas evidencias ) que el oxígeno atmosférico se acumuló debido a la extensa fotosíntesis.

Soy escéptico acerca de esta teoría de que los factores bióticos son los únicos responsables de crear el 21% de la atmósfera (alrededor de 40 millones de moles de oxígeno) y no pude encontrar ningún artículo de investigación que intentara modelar este proceso; la teoría en sí no parece completa.

La presente teoría no tiene en cuenta la posibilidad de que la respiración aeróbica haya coevolucionado con la fotosíntesis oxigénica y cómo los niveles de oxígeno atmosférico se estabilizaron en un 21 %. No es ilógico suponer que debido a que las concentraciones celulares de oxígeno serán altas en las cianobacterias; es posible que el uso de oxígeno como aceptor de electrones sea un mecanismo para prevenir el daño oxidativo.

Otro punto, aunque no es una justificación lógica para dudar de la teoría; parece demasiado asombrosamente increíble que la vida en la tierra dependiera de un organismo? ¿Cómo florecieron tanto las cianobacterias? ¿Cómo superó la fotosíntesis la producción de oxígeno mediante reacciones abióticas como la fotólisis UV del agua (que parece plausible)?

Suponiendo que la población de cianobacterias está limitada por el agua total disponible (que siempre será menor que el área total de la superficie del mar x ~2 m [zona limnética]), 12 horas de luz disponible y la posibilidad de coevolución de la respiración aeróbica, ¿cuánto tiempo se necesita para producir esta cantidad de oxígeno. ¿Existe algún estudio que pruebe cuantitativamente esta hipótesis?

El voto negativo probablemente se deba a que la pregunta no es muy clara y su justificación para dudar de la evidencia es incoherente, difícil de entender y hace bastantes suposiciones infundadas. Peor aún, no da una justificación real para dudar de la teoría establecida: mil millones de años es muchísimo tiempo, e incluso teniendo en cuenta que el 99,9 % del oxígeno producido se consume inmediatamente, no veo por qué esto haría que se acumulara. increíble. ¿Tienes un cálculo que muestre lo contrario?
porque no hay una explicación clara de por qué la teoría es absoluta. Usted pide un cálculo. No vi ningún cálculo que respalde la teoría establecida también (no pude encontrarlo buscando en Google). Y el propósito de hacer la pregunta también es saber si alguien está familiarizado con los estudios que han medido estos parámetros para que yo pueda calcular y ver.
En cuanto a la coherencia de la pregunta: intentaré ponerlo de una mejor manera. Pero es una solicitud para que me haga saber si la pregunta necesita reformularse o nunca sabré qué es lo que está mal.
Escuché que estás comentando antes de un voto negativo, o al menos después. Dicho esto, también estoy de acuerdo con @KonradRudolph. Tus enlaces son un buen lugar para comenzar, pero solo eso. ¿Leíste las listas de referencias de Wikipedia? ¿Usó Google Scholar u otro medio para buscar literatura científica/académica? ¿Buscó en algún libro de texto reciente sobre geología (o campos relacionados: astronomía, ciencia planetaria, ciencia atmosférica, etc.)? Este es un tema complejo, y nadie dijo que las teorías son 'absolutas', pero... ya sabes... haz tu tarea antes de empezar a cuestionar las cosas. O publique en un SE diferente (sobre ciencia).

Respuestas (1)

Inicialmente no hubo ningún problema con la liberación de oxígeno ya que la cantidad de hierro en la tierra reaccionó con el oxígeno formando compuestos Fe2+ y Fe3+ primero. Solo una vez que todo el hierro disponible había reaccionado con el oxígeno, el oxígeno comenzó a acumularse en la atmósfera, pero la tasa de producción de oxígeno de todas las cianobacterias del planeta en esa etapa fue bastante alta.

Hay evidencia de esto en los compuestos de hierro oxidado que aparecen en algún momento después de la evolución de las cianobacterias y son anteriores al oxígeno libre en la atmósfera que se proporciona en el artículo al que se vinculó.

Si desea hacer una estimación aproximada, este documento afirma que cada año se fijan 25 Giga toneladas de carbono de CO2. Esto es 2,1e+12 moles de carbono, que luego deberían liberar la misma cantidad de moles de O2. La atmósfera contiene 5,1480 × 1018 kg , de los cuales el oxígeno constituye el 21 % en volumen, o el 23 % en peso. Entonces 1.6e+20 moles de Oxígeno. Entonces, la relación significa que tomaría aproximadamente 7.600.000 años para que la tasa actual de producción de oxígeno lleve la atmósfera de 0% de oxígeno al 21% actual de oxígeno. Esto es consistente con los ~50 millones de años propuestos para el tiempo desde que el oxígeno comienza a acumularse en la atmósfera hasta el Gran Evento de Oxigenación .

Agregue referencias para los dos primeros párrafos.
La tasa de producción de O2 puede no ser la misma que la tasa de fijación de CO2. No están directamente acoplados, ¿verdad? Y estamos ignorando la respiración; la respiración oxigenada debería haber coevolucionado y consumiría algo de oxígeno. Le agradecería si puede compartir un artículo que informe el rendimiento de oxígeno por biomasa de cianobacterias por tiempo [No pude encontrar uno]
Incluso si asumimos que la teoría de la oxidación del hierro es correcta y que el oxígeno libre se acumula un poco tarde, las concentraciones de oxígeno celular deben ser lo suficientemente altas como para causar daño.
Bueno, el O2 está acoplado a la fijación de CO2, menos cualquier utilizado en la respiración. Suponiendo que la producción de O2 acabara de evolucionar, no habría nada que usara oxígeno para respirar inmediatamente; el oxígeno es tóxico para la vida anaeróbica y sería eliminado como producto de desecho.
Bueno... las reacciones luminosas producen NADPH y ATP (3 moles de ATP y 2 moles de NADPH por mol de oxígeno liberado). Hay procesos distintos al ciclo de Calvin-Benson que consumen ATP y NADPH. No obstante, es incorrecto suponer que se libera 1 mol de O2 por mol de CO2 fijado. Si está seguro, por favor hágamelo saber las referencias. Este documento sugiere que no hay un rendimiento de O2/CO2 de 1:1.
Acumulación de oxígeno en la atmósfera.
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