Neoproterozoic oxygenation event
નિયોપ્રોટેરોઝોઇક ઓક્સિજનેશન ઇવેન્ટ (એન. ઓ. ઇ.), જેને સેકન્ડ ગ્રેટ ઓક્સિડેશન ઇવેન્ટ પણ કહેવામાં આવે છે (પ્રથમ પેલિયોપ્રોટેરોઝોઇક દરમિયાન થયું હતું), તે આશરે 850 થી 54 કરોડ વર્ષ પહેલાનો સમય અંતરાલ હતો જેમાં પૃથ્વીના વાતાવરણ અને મહાસાગરોમાં ઓક્સિજનના સ્તરમાં ખૂબ જ નોંધપાત્ર વધારો જોવા મળ્યો હતો. સ્ટેથેરિયનથી ટોનિયન સુધી ફેલાયેલા અત્યંત નીચા વાતાવરણીય ઓક્સિજનના સમયગાળા બોરિંગ બિલિયનનો અંત લાવીને, એન. ઓ. ઈ. એ પૃથ્વી પર પર્યાવરણીય ઓક્સિજનમાં બીજો મોટો વધારો હતો, જો કે તે ગ્રેટ ઓક્સિડેશન ઇવેન્ટ (જી. ઓ. ઈ.) જેટલો મોટો ન હતો. જી. ઓ. ઈ. થી વિપરીત, તે અસ્પષ્ટ છે કે એન. ઓ. ઈ. એક સમકાલિક, વૈશ્વિક ઘટના હતી કે અસંબંધિત કારણો સાથે અસિંક્રોનસ, પ્રાદેશિક ઓક્સિજનકરણ અંતરાલોની શ્રેણી હતી. ઓક્સિજનકરણ માટેના પુરાવા કાર્બન આઇસોટોપ્સ લગભગ 850 એમવાયએથી લઈને આશરે 720 એમવાયએ સુધી, બોરિંગ બિલિયનના અંત અને ક્રાયોજેનિયન "સ્નોબોલ અર્થ" ની શરૂઆત વચ્ચે, આશરે લેટ ટોનિયનને અનુરૂપ સમય અંતરાલ, દરિયાઈ થાપણો ખૂબ જ નોંધપાત્ર હકારાત્મક કાર્બન આઇસોટોપ પર્યટનને રેકોર્ડ કરે છે. આ ઉન્નત δ13C મૂલ્યો યુકેરીયોટિક પ્લાન્કટોનના ઉત્ક્રાંતિ કિરણોત્સર્ગ અને ઉન્નત કાર્બનિક દફન સાથે સંકળાયેલા હોવાનું માનવામાં આવે છે, જે બદલામાં આ અંતરાલ દરમિયાન ઓક્સિજનના ઉત્પાદનમાં વધારો સૂચવે છે. ક્રાયોજેનિયન દરમિયાન વધુ હકારાત્મક કાર્બન આઇસોટોપ પર્યટન થયું. ઉષ્ણતામાનની ઘટનાઓ સાથે સંકળાયેલા કેટલાક નકારાત્મક કાર્બન આઇસોટોપ પ્રવાસો, લેટ ટોનિયનથી પ્રોટેરોઝોઇક-ફેનેરોઝોઇક સીમા સુધી જાણીતા હોવા છતાં, કાર્બન આઇસોટોપ રેકોર્ડ તેમ છતાં સમગ્ર નિયોપ્રોટેરોઝોઇકમાં નોંધપાત્ર હકારાત્મક વલણ જાળવી રાખે છે. નાઇટ્રોજન આઇસોટોપ δ15N માહિતી 750 થી 580 મિલિયન વર્ષ જૂના દરિયાઈ કાંપના ચાર જુદા જુદા નિયોપ્રોટેરોઝોઇક તટપ્રદેશોમાંથી આવે છે, જે આધુનિક મહાસાગરોમાં સમાન નાઇટ્રોજન આઇસોટોપ ગુણોત્તર દર્શાવે છે, જેમાં + 4 ટકાની સ્થિતિ અને-4 ટકાથી + 11 ટકાની શ્રેણી છે. ક્રાયોજેનિયન-એડિઆકરન સરહદ પર કોઈ નોંધપાત્ર ફેરફાર જોવા મળ્યો નથી, જે સૂચવે છે કે ટોનિયન સમયગાળા દરમિયાન 750 એમવાયએની શરૂઆતમાં વૈશ્વિક મહાસાગરમાં ઓક્સિજન પહેલેથી જ સર્વવ્યાપક હતો. સલ્ફર આઇસોટોપ્સ સીવોટર સલ્ફેટ δ34S મૂલ્યો, જેમાં હિમનદીઓ દરમિયાન મોટા ટીપાં દ્વારા વિરામચિહ્નિત મોટાભાગના નિયોપ્રોટેરોઝોઇકમાં ધીમે ધીમે વધારો જોવા મળ્યો હતો, તે એડિયાકરન દરમિયાન નોંધપાત્ર હકારાત્મક પર્યટન દર્શાવે છે, જેમાં પાયરિટિક δ34S માં અનુરૂપ ઘટાડો થયો છે. સલ્ફેટ અને સલ્ફાઇડ વચ્ચેના ઉચ્ચ અપૂર્ણાંક દર પાણીના સ્તંભમાં સલ્ફેટની ઉપલબ્ધતામાં વધારો સૂચવે છે, જે બદલામાં ઓક્સિજન સાથે પાયરાઇટની વધેલી પ્રતિક્રિયાનું સૂચક છે. વધુમાં, આનુવંશિક પુરાવા નિયોપ્રોટેરોઝોઇક દરમિયાન બિન-ફોટોસિન્થેટિક સલ્ફાઇડ-ઘટાડતા બેક્ટેરિયાના કિરણોત્સર્ગની ઘટના તરફ નિર્દેશ કરે છે. બેક્ટેરિયલ સલ્ફર અપ્રમાણસરતા દ્વારા, આવા બેક્ટેરિયા વધુ ભારે સલ્ફર આઇસોટોપના દરિયાઇ સલ્ફાઇડને ઘટાડે છે. કારણ કે આવા બેક્ટેરિયાને ટકી રહેવા માટે નોંધપાત્ર માત્રામાં ઓક્સિજનની જરૂર પડે છે, નિયોપ્રોટેરોઝોઇક દરમિયાન ઓક્સિજનની સાંદ્રતાને આધુનિક સ્તરના 5-18% થી વધુ સુધી વધારવાની ઘટના આ સુક્ષ્મસજીવોના વૈવિધ્યકરણ માટે જરૂરી પૂર્વશરત હોવાનું માનવામાં આવે છે. સ્ટ્રોન્ટીયમ આઇસોટોપ δ13C માત્ર ત્યારે જ ચોખ્ખી પ્રાથમિક ઉત્પાદકતા અને ઓક્સિજનકરણમાં ફેરફારોને વિશ્વસનીય રીતે સૂચવી શકે છે જો મહાસાગરોમાં હવામાનના દર અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડ આઉટગેસિંગ સતત રહે અથવા વધે, કારણ કે આમાંથી કોઈ એકમાં ઘટાડો હાલના સમુદાયો દ્વારા કાર્બન-12 ના સતત પ્રેફરન્શિયલ જૈવિક વપરાશ દ્વારા હકારાત્મક δ13C પર્યટનનું કારણ બની શકે છે, જ્યારે પ્રાથમિક ઉત્પાદકતા અને ઓક્સિજન ઉત્પાદનમાં વધારો સૂચવ્યા વિના ઉપલબ્ધ કાર્બનનો પુરવઠો ઘટ્યો છે. સ્ટ્રોન્ટીયમ-87 અને સ્ટ્રોન્ટીયમ-86ના ગુણોત્તરનો ઉપયોગ સમુદ્રના પોષક તત્ત્વોના પુરવઠામાં ખંડીય હવામાનના સંબંધિત યોગદાનના નિર્ધારક તરીકે થાય છે; આ ગુણોત્તરમાં વધારો, જેમ કે સમગ્ર નિયોપ્રોટેરોઝોઇક અને કેમ્બ્રિયનમાં કેમ્બ્રિયનના અંતમાં ટોચ પર પહોંચે ત્યાં સુધી જોવા મળે છે, તે ખંડીય હવામાનમાં વધારો સૂચવે છે અને આ સમયગાળામાં ઉચ્ચ ઓક્સિજનકરણ માટે કાર્બન આઇસોટોપ ગુણોત્તરમાંથી પુરાવાઓને મજબૂત કરે છે. ક્રોમિયમ આઇસોટોપ્સનું સી. આર. (III) થી સી. આર. (VI) નું સપાટીનું ઓક્સિડેશન ક્રોમિયમના આઇસોટોપિક અપૂર્ણાંકનું કારણ બને છે; સી. આર. (VI), જે સામાન્ય રીતે ક્રોમેટ અથવા ડાયક્રોમેટ તરીકે પર્યાવરણમાં હાજર હોય છે, તેમાં δ53સી. આર. ના ઊંચા મૂલ્યો હોય છે, અથવા ક્રોમિયમ-53 અને ક્રોમિયમ-52નો ગુણોત્તર હોય છે, જ્યારે સી. આર. (VI) થી સી. આર. (III) નો બેક્ટેરિયાનો ઘટાડો નકારાત્મક ક્રોમિયમ આઇસોટોપ ભ્રમણ સાથે સંકળાયેલ છે. દરિયામાં ઓક્સિડાઇઝ્ડ ક્રોમિયમના નદી પરિવહન પછી, પ્રતિક્રિયા સીઆર (VI) ને સીઆર (III) માં ઘટાડે છે અને ત્યારબાદ લોહ આયર્નને ફેરિક આયર્નમાં ઓક્સિડાઇઝ કરે છે, જે સીઆર (VI) ને અલગ કરવામાં અત્યંત કાર્યક્ષમ છે, જેમ કે ફેરિક ઓક્સિહાઇડ્રોક્સાઇડ સાથે સીઆર (III) નો વરસાદ, જેનો અર્થ છે કે ફેરિક આયર્નમાં વિપુલ પ્રમાણમાં રહેલા કાંપમાં રાસાયણિક રીતે અવક્ષેપિત ક્રોમિયમ આઇસોટોપ ગુણોત્તર ચોક્કસપણે જમા થવાના સમયે દરિયાઈ પાણીના ક્રોમિયમ આઇસોટોપ ગુણોત્તરને પ્રતિબિંબિત કરે છે. કારણ કે સી. આર. (III) થી સી. આર. (VI) નું કાર્યક્ષમ ઓક્સિડેશન માત્ર ઉત્પ્રેરક મેંગેનીઝ ડાયોક્સાઇડની હાજરીમાં જ શક્ય છે, જે માત્ર સ્થિર અને ઉચ્ચ ઓક્સિજન ફ્યુગેસિટીમાં વિપુલ પ્રમાણમાં હોય છે, તેથી δ53Cr નું સકારાત્મક ભ્રમણ વાતાવરણીય ઓક્સિજનની સાંદ્રતામાં વધારો સૂચવે છે. નિયોપ્રોટેરોઝોઇક દરમિયાન જમા થયેલ બેન્ડેડ આયર્ન રચનાઓ (બી. આઈ. એફ.) સતત 0.9% થી 4.9% સુધી અત્યંત હકારાત્મક δ53Cr મૂલ્યો દર્શાવે છે, જે વાતાવરણના યુગના ઓક્સિજનકરણને દર્શાવે છે. ઓક્સિડેટીવ ક્રોમિયમ સાઇકલિંગની શરૂઆત આશરે 0.8 જીએથી થઈ હતી, જે સૂચવે છે કે ક્રાયોજેનિયન હિમનદીઓ પહેલાં ઓક્સિજનના સ્તરમાં વધારો શરૂ થયો હતો. ક્રોમિયમ આઇસોટોપ્સ એ પણ દર્શાવે છે કે ક્રાયોજેનિયન ઇન્ટરગ્લેસિયલ અંતરાલ દરમિયાન, સ્ટર્ટિયન અને મેરિનોઅન હિમનદીઓ વચ્ચે, સમુદ્ર અને વાતાવરણનું ઓક્સિજનકરણ ધીમું અને શાંત હતું; આ અંતરાલ NOE માં એક શાંતતાને ચિહ્નિત કરે છે. મોલિબ્ડેનમ આઇસોટોપ્સ δ98Mo મૂલ્યો ક્રાયોજેનિયન અથવા પ્રારંભિક અને મધ્ય એડિયાકરનની તુલનામાં અંતમાં એડિયાકરન દરમિયાન સહેજ વધારે હતા. આ આઇસોટોપિક પ્રોક્સી સૂચવે છે કે લેટ એડિયાકારન મહાસાગરના ઓક્સિજનકરણનું સ્તર મેસોઝોઇક દરિયાઈ એનોક્સિક ઘટનાઓ સાથે તુલનાત્મક હતું. યુરેનિયમ આઇસોટોપ δ238U ના ખૂબ નીચા મૂલ્યો, સામાન્ય રીતે દરિયાઈ પાણીના ઓક્સિજનકરણમાં ફેરફારોના આઇસોટોપિક માપન તરીકે ઉપયોગમાં લેવાય છે, મોટાભાગના નિયોપ્રોટેરોઝોઇક દરમિયાન એનોક્સિક અને યુક્સિનિક પાણીના કામચલાઉ, ક્ષણિક વિસ્તરણ દ્વારા વિરામિત પ્રગતિશીલ ઓક્સિજનકરણને પ્રતિબિંબિત કરવા માટે અર્થઘટન કરવામાં આવ્યું છે. પ્રારંભિક એડિયાકરન દરમિયાન, યુરેનિયમ આઇસોટોપ્સમાં પરિવર્તન હળવા કાર્બન આઇસોટોપ્સમાં સંવર્ધન સાથે થયું હતું. કારણો નાઇટ્રોજન ફિક્સેશનમાં વધારો બોરિંગ બિલિયન દરમિયાન, પ્લેન્ક્ટોનિક નાઇટ્રોજન ફિક્સિંગ બેક્ટેરિયાની ગેરહાજરીના પરિણામે નિયોપ્રોટેરોઝોઇક અને ફેનેરોઝોઇકની તુલનામાં ખુલ્લા સમુદ્રની ઉત્પાદકતા ખૂબ ઓછી હતી. નાઇટ્રોજન-ફિક્સિંગ બેક્ટેરિયા અને બિન-નાઇટ્રોજન-ફિક્સિંગ પિકોસાયનોબેક્ટેરિયાની ઉત્ક્રાંતિ અને કિરણોત્સર્ગ દરિયાઈ પ્લાન્કટોનિક સ્થાનો પર કબજો કરવા માટે સક્ષમ છે અને ક્રાયોજેનિયન દરમિયાન નાઇટ્રોજન ચક્રમાં પરિણામી ફેરફારો વાતાવરણમાંથી કાર્બન ડાયોક્સાઇડના ઝડપી ઓક્સિજનકરણ અને દૂર કરવા પાછળ ગુનેગાર હોવાનું માનવામાં આવે છે, જે નિયોપ્રોટેરોઝોઇકના આ સમયગાળાની લાક્ષણિકતા ધરાવતા અત્યંત ગંભીર હિમનદીઓના વિકાસને સમજાવવામાં પણ મદદ કરે છે. દિવસની લંબાઈમાં વધારો પૃથ્વીના પરિભ્રમણમાં ઘટાડો અને દિવસની લંબાઈમાં અનુરૂપ વધારો એ પ્રાયોગિક તારણોના આધારે એન. ઓ. ઈ. ના સંભવિત કારણ તરીકે સૂચવવામાં આવ્યો છે કે અવિરત દિવસના લાંબા ગાળા દરમિયાન સાયનોબેક્ટેરિયલ ઉત્પાદકતા વધુ હોય છે, જ્યારે કે અંધારામાં અવારનવાર વિક્ષેપિત થતા ટૂંકા ગાળાની સરખામણીમાં. ફોસ્ફરસ દૂર કરવું યુકેરીયોટ્સની વધતી જતી વિવિધતાને ઊંડા સમુદ્રમાંથી ફોસ્ફરસ દૂર કરીને ઊંડા સમુદ્રમાં ઓક્સિજનકરણમાં વધારો થવાના કારણ તરીકે પ્રસ્તાવિત કરવામાં આવી છે. મોટા, બહુકોશિક સજીવોના ઉત્ક્રાંતિને કારણે કાર્બનિક પદાર્થોની માત્રામાં વધારો થયો છે જે દરિયાની સપાટી પર ડૂબી જાય છે. એવું માનવામાં આવે છે કે બેન્થિક ફિલ્ટર ફીડરોની ઉત્ક્રાંતિ સાથે, પાણીના સ્તંભમાં ઓક્સિજનની માંગને વધુ નીચે ખસેડી છે, જેના પરિણામે સકારાત્મક પ્રતિસાદ લૂપમાં પરિણમશે જેમાં સમુદ્રમાંથી ફોસ્ફરસ દૂર કરવામાં આવ્યું હતું, જેનાથી ઉત્પાદકતામાં ઘટાડો થયો હતો અને ઓક્સિજનની માંગમાં ઘટાડો થયો હતો, જેના પરિણામે ઊંડા સમુદ્રના પાણીના ઓક્સિજનકરણમાં વધારો થયો હતો. વધુને વધુ સારી રીતે ઓક્સિજનયુક્ત મહાસાગરોએ વધુ યુકેરીયોટિક પ્રસરણને સક્ષમ બનાવ્યું, જે સંભવતઃ હકારાત્મક પ્રતિસાદ લૂપ તરીકે કામ કરે છે જેણે ઓક્સિજનકરણને વેગ આપ્યો. પરિણામ હિમપ્રપાત વૈશ્વિક પ્રકાશસંશ્લેષણના વધતા દરના પરિણામે કાર્બનિક કાર્બન દફનમાં ઝડપી વધારો, સુપરકોન્ટિનેન્ટ રોડિનિયાના ભંગાણના પરિણામે ખંડીય પૂર બેસાલ્ટના સિલિકેટ હવામાનમાં વધારો સાથે થાય છે, જે નિયોપ્રોટેરોઝોઇકના મધ્ય સમયગાળા ક્રાયોજેનિયન દરમિયાન "સ્નોબોલ અર્થ" સ્ટર્ટિયન અને મેરિનોઅન હિમપ્રપાતનું કારણ હોવાનું માનવામાં આવે છે. જૈવિક વિવિધતા ટોનિયન દરમિયાન, ખૂબ જ પ્રારંભિક બહુકોશિક સજીવો ઊંડા મહાસાગરોમાં ઓક્સિજન "ઓસિસ" માં વિકસિત અને વૈવિધ્યસભર થઈ શકે છે, જે યુકેરીયોટ ઉત્ક્રાંતિના આ પ્રારંભિક તબક્કામાં પારણા તરીકે કામ કરતા હતા. એડિયાકરન સમયગાળા દરમિયાન, મહાસાગરો ધીમે ધીમે વધુ સારી રીતે ઓક્સિજનયુક્ત બન્યા હતા, જેમાં ગાસ્કિયર્સ હિમનદી પછી તરત જ સમય અંતરાલ દરિયાઈ ઓક્સિજનની માત્રામાં નોંધપાત્ર વધારો થવાના પુરાવા દર્શાવે છે. આ ભૂસ્તરીય સમયગાળા દરમિયાન બહુકોશિક જીવનના ઝડપી વૈવિધ્યકરણને કેટલાક લેખકો દ્વારા ઓક્સિજનની માત્રામાં વધારાને આભારી છે, જે એડિયાકારન બાયોટાના પ્રતિષ્ઠિત ઓક્સિજન-વપરાશ કરતા બહુકોશિકીય યુકેરીયોટ્સને સર્વવ્યાપક અને વ્યાપક બનવા માટે સક્ષમ બનાવે છે. શરૂઆતમાં સૌથી વધુ ઓગળેલા ઓક્સિજન ધરાવતા ઊંડા, ઠંડા પાણી સુધી મર્યાદિત, વૈશ્વિક ઓક્સિજનનું સ્તર વધતાં મેટાઝોન જીવન ધીમે ધીમે સમુદ્રના ગરમ વિસ્તારોમાં વિસ્તર્યું. આ પણ જુઓ ગ્રેટ ઓક્સિડેશન ઇવેન્ટ એવલોન વિસ્ફોટ કેમ્બ્રિયન વિસ્ફોટ સંદર્ભો નિયોપ્રોટેરોઝોઇક ઘટનાઓ જીવનની ઉત્પત્તિ પૃથ્વીના ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય ઇતિહાસમાં ઓક્સિજન ઘટનાઓ જીવમંડળ હવામાનશાસ્ત્રની પૂર્વધારણાઓનું ઉત્ક્રાંતિ