سیاره زمین ؛ تاریخچه، ساختار، حقایق جالب و هرآنچه باید بدانید - زومیت
زمین پنجمین سیاره‌ی بزرگ منظومه شمسی است. سیاره‌ی ما از چهار غول گازی شامل مشتری، زحل، اورانوس و نپتون کوچک‌تر، اما از سه سیاره‌ی سنگی دیگر، ...
رویداد بزرگ اکسیژنی
تمام سناریوهای بالا بدون شک برای حیات وحشتناک هستند، اما هیچ‌کدام به اندازه‌ی سرنوشت نهایی زمین در آینده‌ی دور ویرانگر نیستند. براساس یافته‌های یک مطالعه، بیشتر حیات روی سیاره درنهایت به دلیل کمبود اکسیژن از بین خواهند رفت. پژوهشگران گمان می‌کنند که جو غنی از اکسیژن ما ویژگی دائمی زمین نیست. درعوض، تقریبا تا یک میلیارد سال دیگر، فعالیت خورشیدی موجب می‌شود که اکسیژن اتمسفر به سطح قبل از <anchor>رویداد بزرگ اکسیژنی</anchor> کاهش یابد. در آن مرحله، زمین به نقطه‌ای می‌رسد که دی‌اکسیدکربن اتمسفر تجزیه می‌شود و گیاهان و ارگانیسم‌های تولیدکننده‌ی اکسیژن که به فتوسنتز متکی هستند، از بین خواهند رفت.
اتمسفر زمین چگونه تنفس پذیر شد؟ - زومیت
اتمسفر زمین چگونه تنفس پذیر شد؟ \- زومیت

زومیت من

[محصولات](https://www.zoomit.ir/product/)

[فناوری](https://www.zoomit.ir/tech/)

[راهنمای خرید](https://www.zoomit.ir/buying-guide/)

[بررسی](https://www.zoomit.ir/review/)

[ویدئو](https://www.zoomit.ir/video/)

[زومیت](https://www.zoomit.ir/)

جستجو

![موجودات زنده](https://api2.zoomit.ir/media/living-organisms-646b66c7300bbba96785c3ac?w=1920&q=80)

# اتمسفر زمین چگونه تنفس پذیر شد؟

[علوم پایه و مهندسی](/fundamental-science/)

[علمی](/scientific/)

چهارشنبه ۳ خرداد ۱۴۰۲ \- ۲۲:۳۰مطالعه 12 دقیقه

[![](data:image/svg+xml,%3csvg%20xmlns=%27http://www.w3.org/2000/svg%27%20version=%271.1%27%20width=%2732%27%20height=%2732%27/%3e)![](data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7)\
\
مریم صفدری](/profile/ac4f71b5-0db0-40f5-9a04-3ace921c98eb/)

تبلیغات

تبلیغات

تبلیغات

رویداد بزرگ اکسیژنی که حدود ۲/۴ میلیارد سال پیش رخ داد، یکی از بزرگ‌ترین تحولات سیاره زمین بود. پیش از آن، اکسیژنی در اتمسفر وجود نداشت.

تبلیغات

به‌طور معمول، افزایش اکسیژن به‌عنوان عامل ایجاد حیات روی زمین درنظر گرفته می‌شود و این باور وجود دارد که خود سیاره زمین در پیدایش حیات نقش فعالانه‌ای نداشت. اما زمین نیز شرکت‌کننده فعالی بود و قبل از رسیدن به سطوح قابل تنفس، در طول دو میلیارد سال، دو بار اکسیژن افزایش چشمگیری پیدا کرد. بنابراین، کدام مورد مسئول افزایش اکسیژن در زمین بود: تکامل حیات یا تکامل سیاره؟ طبیعت یا پرورش؟ و آیا همین پاسخ برای کل موارد افزایش اکسیژن در گذشته زمین صدق می‌کند؟

این سوالی فراتر از کنجکاوی درباره‌ی گذشته زمین است، زیرا بر نحوه‌ی تفسیر علائم حیات در سیاره‌های فراخورشیدی نیز تاثیر می‌گذارد. در ادامه، داستان اکسیژن‌دار شدن اتمسفر زمین به نقل از [وب‌سایت ارز تکنیکا](https://arstechnica.com/science/2023/05/the-complicated-history-of-how-the-earths-atmosphere-became-breathable/) آمده است.

کپی لینک

## زمین بیگانه

تقریبا در نیمی از وجود سیاره ما (دوران پیش از رویداد بزرگ اکسیژنی یا GOE)، زمین عملا سیاره‌ای بیگانه و متفاوت بود. علاوه بر اینکه هوا تنفس‌پذیر نبود، اقیانوس‌ها نیز عاری از اکسیژن و سرشار از آهن محلول بودند، درحالی‌که زمین به‌طور مرگ‌باری تحت تابش نور فرابنفش قرار داشت، زیرا اتمسفر فاقد لایه اوزون بود. حتی الگوی رنگ زمین نیز بیگانه بود: زمین فاقد رنگ‌های قرمز خاک و سبزی پوشش گیاهی بود، درحالی‌که آسمان به دلیل سطوح بالای متان نارنجی مایل به صورتی بود.

زندگی در آن محیط بیگانه آغاز شد و در مقطعی از زمان بین ۳/۲ میلیارد تا ۲/۸ میلیارد سال پیش، سیانوباکترها شروع به استفاده از نور خورشید برای جدا کردن هیدروژن از آب کردند و اکسیژن را به‌عنوان محصول جانبی رها کردند. این دوران، ۴۰۰ تا ۸۰۰ میلیون سال پیش از رویداد بزرگ اکسیژنی بود. دکتر بنجامین میلز از دانشگاه لیدز می‌گوید: «زندگی این مجموعه واکنش‌ها را به راه انداخت که اکسیژن را تولید می‌کنند، اما آن‌چه از سوابق زمین‌شناسی می‌دانیم، این است که این امر بلافاصله موجب افزایش چشمگیر اکسیژن جو نشد.»

واضح است که اختراع فتوسنتزِ تولیدکننده اکسیژن، به‌خودی‌خود برای اکسیژن‌رسانی به جو کافی نبود.

![زمین اولیه](https://api2.zoomit.ir/media/earth-before-oxygen-646a527dff1dc284945ff0e8?w=1920&q=80)تجسم هنرمند از زمین قبل از اکسیژن: پشته‌های میکروبی زیر آسمان حاوی متان ۳ میلیارد سال پیش

کپی لینک

## زمین به‌عنوان اکسیژن‌ساز

هر روز، زمین حدود ۹۰ تُن گاز (عمدتا هیدروژن و هلیوم) را به فضا می‌فرستد. این مقدار درمقایسه‌با جرم اتمسفر ناچیز است، بنابراین جایی برای نگرانی وجود ندارد.

اما قبل از رویداد بزرگ اکسیژنی، از دست دادن هیدروژن و وارد شدن آن به فضا به‌حدی بود که موجب عدم تعادل میان ایزوتوپ‌های هیدروژن می‌شد، زیرا هیدروژن از دوتریوم یعنی ایزوتوپ سنگین‌تر آن راحت‌تر فرار می‌کند. این عدم تعادل حاکی از آن است که زمین معادل یک چهارم آبی را که اقیانوس‌های آن را پر کرده بود، از دست داد. پروفسور راجدیپ داسگوپتا، از دانشگاه رایس توضیح می‌دهد: «گوشته در ابتدا حاوی آب بیشتری بود و این آب به شکل هیدروژن از گوشته خارج شد.»

از دست دادن هیدروژنِ آب، اما حفظ اکسیژن، زمین را به سمت محیطی اکسیدکننده سوق داد. همین پدیده در مریخ نیز مشاهده می‌شود. [مریخ](https://www.zoomit.ir/space/386217-mars-planet-everything-to-know) به اندازه کافی اکسیژن دارد که پس از نشت هیدروژن از آب‌های آن به فضا، روی مریخ بماند و طی فرایند اکسایس سطح آن را قرمز کند.

روی زمین، با زمین‌شناسی فعال‌تر آن، موارد اضافه‌ای برای واکنش با اکسیژن وجود داشت. داسگوپتا توضیح می‌دهد: «تجمع اکسیژن در اتمسفر فقط به نحوه تولید اکسیژن بستگی ندارد. تخریب اکسیژن نیز اهمیت دارد.»

جو اولیه زمین سرشار از گازهای مصرف‌کننده اکسیژن مانند هیدروژن، کربن‌مونوکسید، هیدروژن سولفید، سولفور دی‌اکسید و متان بود. این گازها به‌طور مداوم توسط آتشفشان‌ها و همچنین براثر واکنش میان آب دریا و گدازه‌ها و نیز توسط میکروب‌ها آزاد می‌شدند. هیدروژن حاصل از واکنش میان آب دریا و گدازه هر سال بیش از ۷۰ میلیون تن اکسیژن را مصرف می‌کرد. اقیانوس‌ها نیز مملو از آهن محلول بودند که با هر اکسیژن محلولی واکنش نشان می‌دادند و آن را مصرف می‌کردند.

درمجموع، این گازها اکسیژن را به محض تولید شدن، مصرف می‌کردند. میلز می‌گوید: «برای اینکه اتمسفر با اکسیژن پر شود، فقط تولید مقدار کافی اکسیژن کافی نیست، بلکه باید تولید اکسیژن به حدی باشد که هزاران بار آن را با اکسیژن پر کنید تا اکسیژن در آن بماند.»

برای اینکه سیاره اکسیژن بیشتری به دست آورَد، به سرما نیاز بود. زمانی که زمین به اندازه کافی خنک شد، پوسته‌ی آن به شکل صفحات سخت شروع به حرکت کرد و موادی را به درون گوشته فرستاد و به خنک کردن درون سیاره کمک کرد. درنتیجه‌ی این امر، زمین از دنیایی آبی که جزایر آتشفشانی در آن پراکنده بودند، به دنیایی با قاره‌ها و کوهستان‌ها تبدیل شد.

ضخیم‌شدن پوسته زمین موجب افزایش عمق محلی شد که ماگما پیش از فوران در آن ذخیره می‌شد و درنتیجه فشار روی مواد موجود در عمق زمین را افزایش داد. این تغییر ساده، شیمی سنگ‌های مذاب و بنابراین شیمی گازهای آزادشده توسط آتشفشان‌ها را تغییر داد. داسگوپتا توضیح می‌دهد: «در یک حالت، وقتی پوسته نازک است، گازهای احیاشده را خواهید داشت. در حالت دیگر وقتی پوسته ضخیم است، گازهای اکسیدشده بیشتری خواهید داشت.» بنابراین، تولید گازهای مصرف‌کننده اکسیژن با رشد قاره‌ها کاهش پیدا کرد.

کپی لینک

## مرگِ موجودات زنده اکسیژن آزاد می‌کند

قبل از قاره‌ها، فقدان مواد مغذی مانند فسفر در آب اقیانوس‌ها ممکن است فراوانی حیات را به کمتر از ۷ درصد از توده زنده امروزه محدود کرده باشد. این امر جمعیت سیانوباکترها را محدود نگه داشته بود و تولید اکسیژن را سرکوب کرده بود. اما با رشد قاره‌ها، فرسایش مواد مغذی بیشتری را وارد اقیانوس‌ها کرد و همان‌طور که شیمی گدازه‌ها همگام با قاره‌های درحال رشد تغییر کرد، مواد مغذی از سنگ‌های غنی از فسفر آزاد شدند و میزان حیاتی را که زمین می‌توانست حمایت کند، افزایش دادند.

همان‌طور که حیات در اقیانوس‌ها شکوفا شد، فرایندی معروف به «پمپ کربن دریایی» را تقویت کرد. امروزه کل جمعیت پلانکتون‌ها در لایه سطحی اقیانوس‌های جهان هر چند روز یک بار توسط پلانکتون‌خوارها و ویروس‌ها نابود می‌شوند. درحالی‌که بیشتر کربن موجود در این کشتار به حیات جدید برمی‌گردد، مقداری از آن در بستر دریا مدفون می‌شود. به‌جز حضور ارگانیسم‌های تغذیه‌کننده، اتفاقی مشابه در زمین اولیه در حال رخ دادن بود.

کربن ارگانیک نیز با واکسیژن واکنش می‌دهد و کربن‌دی‌اکسید را تولید می‌کند. بنابراین، برای انباشته‌شدن اکسیژن در اتمسفر کربن آلی باید مدفون شود. به‌عبارت‌دیگر دفن کربن موجب افزایش اکسیژن می‌شود.

با رشد قاره‌ها، میزان آهنی که شسته می‌شد و وارد اقیانوس‌ها می‌شد، نیز افزایش پیدا کرد. این آهن به کربن آلی متصل می‌شد و از بازیافت کربن توسط میکروب‌ها ممانعت می‌کرد تا زمانی که کربن به‌طور ایمن دفن شود و بنابراین میزان دفن کربن افزایش یافت. علاوه‌بر‌این، قاره‌های بزرگ‌تر فضای بیشتری برای حوضه‌های رسوبی فراهم می‌کردند که آن‌ها نیز کربن آلی را مدفون می‌کردند و به افزایش اکسیژن کمک می‌کردند.

کپی لینک

## انتقال متزلزل

با وجود همه این عوامل، رویداد بزرگ اکسیژنی مانند کلید روشن خاموش ساده‌ای نبود. سوابق سنگی حاکی از نفخه‌هایی از اکسیژن است که صدها میلیون سال پیش از رویداد مذکور آغاز شده است و طی آن سطوح اکسیژن در طول ۲۰۰ میلیون سال در نوسان بوده است. پروفسور آریل انبار، از دانشگاه ایالتی آریزونا می‌گوید: «اگر جریان گازهای مصرف‌کننده اکسیژن در طول زمان کاهش یابد، به نقطه‌ای نزدیک می‌شوید که سیستم درنهایت واژگون می‌شود. با نزدیک شدن به نقطه واژگونی، باید از پایداری سیستم به‌تدریج کاسته شود.»

تغییر وضعیت اکسیژن، سیاره را در بحران فرو برد. انبار می‌گوید: «به دلیل گاز گلخانه‌ایِ متان، زمین گرم می‌ماند و سپس بوی اکسیژن می‌آید. سپس با از بین رفتن گاز گلخانه‌ای، درنهایت دوره یخبندان از راه می‌رسد.» درنتیجه، زمین بلافاصله پس از GOE وارد مجموعه‌ای از دوره‌های یخبندان معروف به «زمین ‌گوی برفی» در سراسر سیاره شد که حدود ۲۲۰ میلیون سال ادامه داشت.

![زمین در دوره یخبندان](https://api2.zoomit.ir/media/sturtian-ice-age-646a52b9ff1dc284945ff0eb?w=1920&q=80)حدود ۶۵۰ میلیون سال پیش، دوره یخبندان استورتین زمین را به گلوله‌ای برفی تبدیل کرد. وقتی سیاره دوباره گرم شد، فسفات، اکسیژن و سایر عناصر لازم برای حیات چند سلولی را آزاد کرد.

رویداد GOE ترکیب زمین را با ایجاد حدود سه هزار ماده معدنی اکسیدشده که قبلا وجود نداشت، تغییر داد. نور خورشید مقداری از اکسیژن اتمسفر را به اوزون تبدیل کرد و لایه‌ای را تشکیل داد که به سپری دربرابر نور فرابنفش تبدیل شد. متان درنتیجه‌ی اکسید شدن، کربن‌دی‌اکسید را تولید کرد و موجب آبی‌شدن آسمان شد. حال، به همراه کربن‌دی‌اکسید منتشرشده از آتشفشان‌ها، زمین گازهای گلخانه‌ای کافی برای جلوگیری از یخ زدن داشت.

آهن محلول در اقیانوس‌ها بیشتر به شکل سنگ آهنی رسوب کرد که امروزه استخراج می‌شود و اکسیژن با هیدروژن واکنش داد و آب را تولید کرد و میزان فرار آن به فضا را کم کرد و اقیانوس‌های زمین را حفظ کرد. نوع جدیدی از سلول (یوکاریوت) تکامل پیدا کرد که بسیاری از آن‌ها دارای متابولیسمی بودند که به اکسیژن متکی است. این امر درنهایت امکان پیدایش حیات پیچیده را امکان‌پذیر ساخت. با‌این‌حال، هنوز اکسیژن تنفس‌پذیر تحقق پیدا نکرد و در سطح یک درصد سطوح کنونی باقی ماند.

البته این تولید گازهای آتشفشانی اکسیژن‌خوار نبود که اکسیژن را کنترل می‌کرد، زیرا داده‌های ژئوشیمیایی نشان می‌دهند این گازها در طول زمان کاهش پیدا کردند. اگر آن‌ها سطح اکسیژن را کنترل می‌کردند، سطح اکسیژن باید به‌تدریج افزایش پیدا می‌کرد.

این حالت کم‌اکسیژنی یک و نیم میلیارد سال ادامه داشت که مصادف با دوره‌ای از فعالیت‌های زمین‌شناسی خاموش معروف به «دوره یک میلیارد ساله یکنواخت» است. اگرچه علل و پیامدهای این دوره مشخص نیست، به‌نظر می‌رسد در دوره‌ی مذکور ابرقاره‌ای با فعالیت محدود کوه‌سازی وجود داشت. کوه‌ها براثر فرسایش به تپه تبدیل شدند و مواد مغذی آن‌ها براثر هوازدگی تخریب شدند یا در خاک‌های خشکی قفل شدند و قادر به تغذیه حیات دریایی نبودند. اگرچه سطح اقیانوس همچنان حاوی اکسیژن بود، اعماق آن بدون اکسیژن ماند و آهن محلول دوباره تجمع پیدا کرد. انبار گفت: «اگر در آب دریا اکسیژن وجود داشته باشد، حل‌شدن مقدار زیادی آهن در آن دشوار است.»

بیشتر بخوانید

- [![زمین خانه ما: از سیاره آبی چه می‌دانیم؟ (قسمت اول)](https://api2.zoomit.ir/media/2019-5-88efbc50-a0c7-4d63-a444-09f1b81a69af-638ba9b8bc2e137a5353233a?w=1920&q=75)](https://www.zoomit.ir/space/336133-earth-habitable-world-solar-system/)

[زمین خانه ما: از سیاره آبی چه می‌دانیم؟ (قسمت اول)](https://www.zoomit.ir/space/336133-earth-habitable-world-solar-system/)

14 خرداد 98



مطالعه '19

- [![روزهای طولانی‌تر؛ زمینه‌ساز احتمالی حیات پیچیده روی زمین](https://api2.zoomit.ir/media/2021-8-ocean-1-638bb554da37f663eb455459?w=1920&q=75)](https://www.zoomit.ir/fundamental-science/373358-longer-days-earth-complex-life/)

[روزهای طولانی‌تر؛ زمینه‌ساز احتمالی حیات پیچیده روی زمین](https://www.zoomit.ir/fundamental-science/373358-longer-days-earth-complex-life/)

13 مرداد 00



مطالعه '6

- [![حیات آغازین در زمین چگونه بود؟](https://api2.zoomit.ir/media/2020-1-65749a07-0466-48f3-b7b9-d2b99d1a2990-638bae08e2063e17fbb16ddd?w=1920&q=75)](https://www.zoomit.ir/fundamental-science/344727-early-life-earth-looklike/)

[حیات آغازین در زمین چگونه بود؟](https://www.zoomit.ir/fundamental-science/344727-early-life-earth-looklike/)

9 بهمن 98



مطالعه '6


کپی لینک

## رویداد اکسیژنی پیشین‌زیستی‌نو

سپس یک و نیم میلیارد سال پس از GOE، زمین دومین افزایش بزرگ در سطح اکسیژن را تجربه کرد که به رویداد اکسیژنی پیشین‌زیستی‌نو (NOE) معروف است که حدود ۸۰۰ تا ۵۰۰ میلیون سال پیش رخ داد و اکسیژن را به سطح نصف سطوح امروزی رساند.

اگرچه جزئیات آن مورد بحث است، این باور وجود دارد که NOE شباهت زیادی به GOE داشت و نوسانات بزرگی در اکسیژن برای حدود ۳۰۰ میلیون سال وجود داشت. رویداد مذکور مانند GOE با پیشرفت‌های تکاملی مهمی در حیات و همچنین تغییر در سبک تکتونیک صفحه‌ای مقارن بود. پس از این رویداد، نیز یخبندان‌های زمین گلوله برفی رخ داد. در این جا باز هم اکسیژن زمین در نوسان بود. میلز می‌گوید: «وارد این دوره بی‌ثباتی می‌شوید که به‌نظر می‌رسد رویدادی طبیعی باشد که زمانی اتفاق می‌افتد که اقیانوس به‌خوبی اکسیژن‌دار می‌شود. اگر اقیانوسی داشته باشید که اکسیژن دارد، ناگهان یک سری چیزها را عوض می‌کنید. مواد معدنی را که قرار است تشکیل شوند، تغییر می‌دهید و فسفر را از اقیانوس خارج می‌کنید. بنابراین، وقتی به اقیانوس‌ها را اکسیژن‌دهی یا اکسیژن‌زدایی می‌کنید، می‌توانید تغییری کاملا پویا را شاهد باشید.»

آیا اشکال جدید حیات می‌توانسته‌اند محرک رویداد اکسیژنی پیشین‌زیستی‌نو بوده باشند؟

در آن زمان زندگی گوناگونی قابل‌توجهی داشت و همچنین آثار «استران» دیده می‌شود. این ترکیب شیمیایی نشانگر زیستی از سلول‌های یوکاریوتی است که نشان می‌دهد فراوانی آن‌ها در آن زمان افزایش پیدا کرد.

اولین جانوران نیز در حدود همان زمان تکامل پیدا کردند. پروفسور تیم لنتون از دانشگاه اکستر پیشنهاد کرده است که تکامل منجر به دفن کارآمدتر کربن شد، زیرا اشکال جدید حیات بزرگ‌تر بودند، بنابراین سریع‌تر در بستر دریا ته‌نشین می‌شدند و از کربن بیشتری دربرابر بازیافت محافظت می‌کردند.

اگرچه این ایده بحث‌برانگیز است، شواهدی وجود دارد که نشان می‌دهد جلبک‌ها ممکن است در آن زمان زندگی روی خشکی را آغاز کرده باشند. در این صورت، اسیدهای آلی که جلبک‌ها برای استخراج مواد مغذی سنگ‌ها از آن استفاده می‌کردند، ورود مواد مغذی به دریاها را افزایش داد.

ایزوتوپ‌های کربن افزایش چشمگیر در میزان دفن کربن آلی را در این زمان نشان می‌دهند که باعث افزایش اکسیژن شد. هوازدگی سنگ‌های جلبکی و دفن بیشتر کربن نیز اقلیم را خنک‌تر کرد و احتمالا موجب آغاز یخبندان‌های زمین گوی برفی شد.

کپی لینک

## نقش فعالانه زمین

اما حیات ممکن است کل داستان نباشد، زیرا خود زمین نیز در جریان NOE درحال تغییر بود. تکتونیک صفحه‌ای با شکافتن ابرقاره رودینیا به چندین قاره کوچک‌تر که در مناطق استوایی پراکنده شدند، به دوره یک میلیارد ساله یکنواخت پایان داد. فرایند تشکیل کوه‌ها دوباره جان گرفت و آتشفشان‌ها دوباره فوران‌های خود را با قدرت از سر گرفتند، زیرا قاره‌ها روی صفحات اقیانوسی می‌لغزیدند.

زمین درحال آغاز سبک جدیدی از تکتونیک صفحه‌ای بود، به این صورت که صفحات سردتر هنگام جا‌به‌جایی و فرورانش در گوشته مجموعه جدیدی از سنگ‌ها به نام شیست آبی را تولید می‌کردند که در فشار بالا ساخته می‌شدند.

در اوایل تاریخ زمین، زمانی که سیاره گرم‌تر بود، بیشتر صفحات به محض ورود به گوشته ذوب می‌شدند، اما در جریان NOE سیاره به اندازه‌ای سرد شده بود که بیشتر صفحات که به سمت گوشته می‌رفتند، ذوب نشوند. سبک جدید تکتونیک صفحه‌ای موجب فرورفتن پایدارتر صفحات در گوشته شد و این امر موجب افزایش پوسته قاره‌ای شد و کربن زیادی را به عمق زمین فرستاد. این امر کمربندهای کوهستانی را نیز ضخیم کرد. فرسایش مواد مغذی و آهن بیشتری را به اقیانوس‌ها فرستاد که موج افزایش فعالیت زیستی، دفن کربن و افزایش اکسیژن شد.

یک بار دیگر زمین به سمت واژگونی اقلیم و مواد مغذی حرکت کرد. دو دوره یخبندان زمین گوی برفی رخ داد و برای ده‌ها میلیون سال یخ بیشتر سیاره را پوشانده بود و هریک شرایط اَبَرگلخانه‌ای را به دنبال داشت که سیلابی از مواد مغذی حاصل از سنگ‌های خردشده به‌وسیله‌ی یخ را به اقیانوس‌ها فرستاد. اکسیژن تا مدت‌ها پس از آن همچنان در نوسان بود و یک دوره با اکسیژن کم موجب قدیمی‌ترین انقراض جمعی حیوانات اولیه در حدود ۵۵۰ میلیون سال پیش شد.

با‌این‌حال، زندگی همچنان به تکامل شیوه‌های زندگی انرژی خواه‌تر که به سطوح بالاتر اکسژن نیاز داشتند، با ارگانیسم‌های با بدن بزرگ‌تر که بستر دریا را جستجو می‌کردند و با قدرت خود حرکت می‌کردند، ادامه داد. انبار گفت: «تولید اکسیژن اجازه داد تا نوع زندگی به‌طور اساسی تغییر کند. ازآن‌جا که ناگهان انرژی زیادی دردسترس قرار گرفت، متابولیسم هوازی تکامل پیدا کرد که متابولیسم با انرژی بالاتر است. سپس تکامل اشکال پیچیده‌تر حیات آغاز شد.»

![جانوران دوره ادیاکاران ](https://api2.zoomit.ir/media/ediacaran-period-646a52f7ff1dc284945ff0ee?w=1920&q=80)تجسم هنرمند از جانورانی که در دوره ادیاکاران وجود داشتند.

افزایش نهایی اکسیژن یعنی رویداد اکسیژنی پالئوزوئیک یا POE حدود ۴۷۰ میلیون سال پیش آغاز شد. این افزایش علت آشکارتری دارد: تکامل گیاهان خشکی‌زی. میلز می‌گوید: «گیاهان خشکی‌زی مطمئنا میزان تولید اکسیژن را افزایش دادند و اکنون کاملا متقاعد شده‌ایم که تکامل آن‌ها موجب افزایش سطوح اکسیژن تاحدی شد که بتوانیم نفس بکشیم.»

علت، باز هم دفن شدن کربن آلی است. میلز توضیح داد: «گیاهان باید بدن خود را به شکلی متفاوت از جلبک‌ها و باکتری‌ها بسازند، زیرا باید به شکل عمودی بمانند. این امر به بدن‌های دارای کربن بیشتر نیاز دارد. آن‌ها می‌توانند کربن بیشتری را دفن کنند. در این مرحله میزان کربن موادی که مدفون می‌شدند، ده برابر افزایش پیدا کرد.»

در تکرار ضعیفی از رویدادهای اکسیژنی گذشته، POE یخبندان شدید دیگری را به همراه داشت. اگرچه این یخبندان بسیار کوتاه‌تر بود، سطح دریا به شدت کاهش یافت و بخش‌های بزرگی از اقیانوس‌ها دوباره اکسیژن خود را از دست دادند و انقراض جمعی بزرگی را در پی داشت. اما این یخبندان در مقایسه با دوره‌های گذشته نسبتا کوتاه بود و خیلی زود سطوح اکسیژن از اشکال حیات که به انرژی بالایی نیاز داشتند، مانند ماهی‌ها و جانوران خشکی حمایت کرد.

![گیاهان اولیه زمین](https://api2.zoomit.ir/media/early-land-plants-646a5339ff1dc284945ff0f2?w=1920&q=80)تصویر هنرمند از گیاهان اولیه زمین

اما سطوح بالاتر اکسیژن همچنین باعث آتش‌سوزی شد و آتش اکسیژن را محدود می‌کند. قدیمی‌ترین تکه‌های زغال چوب در سنگ‌هایی پیدا شده است که حدود ۴۳۰ میلیون سال پیش تشکیل شده‌اند. ازآن‌جا که در صورتی که اکسیژن کمتر از ۱۶ درصد اتمسفر باشد، آتشی نمی‌‌تواند ایجاد شود، اکسیژن باید در آن زمان بیشتر از این سطح بوده باشد.

برعکس، فقدان زغال چوب یا وجود شکاف‌ در سوابق زغال چوب نشان می‌دهد اکسیژن از آن زمان به بعد، چند بار کاهش پیدا کرده است. این اتفاق حدود ۳۹۰ میلیون سال پیش و سپس درست پس از نابودی گیاهان خشکی‌زی براثر انقراض جمعی پایان پرمین در ۲۵۲ میلیون سال پیش رخ داد. میلز می‌گوید: «به احتمال زیاد سطوح اکسیژن از دوره کرتاسه درحال کاهش بوده است و بخشی از آن ناشی از تغییر در ساختار بیوسفر است که نسبت‌به گذشته بسیار بیشتر مستعد آتش‌سوزی است. آتش اکسیژن را مصرف می‌کند و پوشش گیاهی را کنترل می‌کند.»

حیات بیشتر مسئول اکسیژن جو بود یا زمین؟

انبار می‌گوید: «ما ژئوبیولوژیست‌ها معمولا به زیست‌شناسی زیاد توجه نمی‌کنیم و کلا در شیمی غرق می‌شویم. همه چیز روی سیاره قرار دارد و این سیاره واقعا بزرگ است و به‌آرامی حرکت می‌کند، اما توقف‌ناپذیر و مهارنشدنی است.»

داسگوپتا می‌گوید: «ازنظر تئوری، بدون دخالت حیات و صرفا ازطریق چرخه‌های زمین شیمیایی و تکتونیک در سطح کل سیاره، با گذشت زمان اکسیژن سیاره از این سطوح بالاتر می‌رفت.» این بدان معنا است که اگر اکسیژن در جو سیاره دیگری شناسایی شود، ممکن است نشانگر حیات باشد یا نباشد. انبار می‌گوید: «فتوسنتز احتمالا برای سطوح فعلی اکسیژن زمین ضروری بوده است. برای اینکه زمین اکسیژن زیادی داشته باشد، فکر می‌کنم باید بیوسفر فتوسنتزی داشته باشید.»

اما آیا کافی بود؟

انبار می‌گوید: «حداقل قابل قبول است که استدلال کنیم اگر گوشته تکامل نیافته بود، جو غنی از کربن‌دی‌اکسید پدیدار نمی‌شد.» میلز نیز موافق است: «برای شروع این فرایند به زندگی نیاز داشتید، اما برای تکمیل فرایند، تغییرات زمین نیز لازم بود.»

جیمز لاولاک و لین مارگولیس در فرضیه گایا استدلال کردند که حیات کنترل محیط زمین را به دست گرفت و حیات درجهت بهبود بیوسفر سیاره عمل کرد. اما رویدادهای اکسیژن‌رسانی به زمین نشان می‌دهد که زمین نیز به همان اندازه در کنترل محیط زمین و تکامل حیات نقش داشت، بنابراین نقش بیوسفر و ژئوسفر جدایی‌ناپذیر است: به‌گفته‌ی انبار: «زمین سیاره‌ای زنده است و نحوه تکامل سیاره‌های زنده سوالی است که پاسخ آن پیدا نشده است.»

###### مقاله رو دوست داشتی؟

لایک

###### نظرت چیه؟

[ارسال نظر](/fundamental-science/405398-how-earth-atmosphere-became-breathable/#comments)

بوکمارک

اشتراک‌گذاری

- ![](data:image/svg+xml,%3csvg%20xmlns=%27http://www.w3.org/2000/svg%27%20version=%271.1%27%20width=%2740%27%20height=%2740%27/%3e)![](data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7)

[**مریم صفدری**](/profile/ac4f71b5-0db0-40f5-9a04-3ace921c98eb/)



###### دنبال کردن


تبلیغات

داغ‌ترین مطالب روز

تبلیغات

### نظرات

تبلیغات

[مشاهده تمامی لیست‌های مطالعاتی](https://www.zoomit.ir/collections/)

با چشم باز خرید کنید

زومیت شما را برای انتخاب بهتر و خرید ارزان‌تر راهنمایی می‌کند [ورود به بخش محصولات](/product/)

[گوشی](/product/list/mobile/)

[تبلت](/product/list/tablet/)

[لپ‌تاپ](/product/list/laptop/)

[تلویزیون](/product/list/tv/)

[ساعت هوشمند](/product/list/wearables/)

[هدفون](/product/list/headphone/)

[هارد](/product/list/hdd/)

[کنسول بازی](/product/list/gaming-console/)

[کارت گرافیک](/product/list/vga/)

[پردازنده](/product/list/cpu/)

[مانیتور](/product/list/monitor/)

[SSD](/product/list/ssd/)

[دوربین‌](/product/list/camera/)

[پاوربانک](/product/list/powerbank/)

[شارژر](/product/list/charger/)

[اسپیکر](/product/list/speaker/)

- [مرور تمامی مطالب](https://www.zoomit.ir/archive/)

- [تبلیغات در زومیت](https://www.zoomit.ir/advertisement/)

- [تماس با ما](https://www.zoomit.ir/contact-us/)

- [درباره ما](https://www.zoomit.ir/about-us/)


حامیان زومیت

- [پارس پک](https://parspack.com/) \| میزبانی و پشتیبانی

- وب رخ \| حس خوب پیکسل‌ها

- TheForge \| هسته قدرتمند زومیت


خانواده ما

© 1403 \- 1389کپی بخش یا کل هر کدام از مطالب زومیت تنها با کسب مجوز مکتوب امکان پذیر است