NGV-Geonieuws 171 artikel 1077

NGV-Geonieuws: elektronisch geologisch tijdschrift


September 2010, jaargang 12 nr. 6 artikel 1077

Redactie: George Brouwers tot en met artikel 1023 en vanaf 1024 dr.W.M.L.(Willem) Schuurman

Dit artikel is onderdeel van NGV-Geonieuws uitgave 171! Op de huidige pagina is alleen artikel 1077 te lezen.

<< Vorig artikel: 1076 | Volgend artikel: 1078 >>

1077 Zuurstofloze oceaan kende zuurstofrijke ‘oases’
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon, AMU, Poznan

Klik hier voor alle artikelen over Oceanografie ! Klik hier voor alle artikelen over (Paleo)Klimaat !     Klik hier om dit artikel af te drukken !

Er wordt steeds meer duidelijk over de omslag, 2,5-2,3 miljard jaar geleden van een vrijwel zuurstofloze naar een veel zuurstofrijkere atmosfeer (zie bijv. Geonieuws 1074). Nu blijkt dat de zuurstofontwikkeling, die in de oceanen begon doordat cyanobacteriën (zoals Synechococcus) hun energie ontleenden aan fotosynthese, niet overal gelijktijdig plaatsvond. Lange tijd bleef de oceaan vrijwel overal min of meer zuurstofloos, maar er waren kleine ‘oases’ in deze oceanische ‘woestijnen’ waarin veel zuurstof werd geproduceerd, dat echter pas veel later in de atmosfeer terechtkwam.

De zuurstofrijke ‘oases’ in de oceanen ontstonden vooral in relatief smalle zones langs de toenmalige continenten. Verwering op die continenten was, juist vanwege het gebrek aan zuurstof, gering, maar enige verwering was er uiteraard wel. De verweringsproducten werden, deels in opgeloste vorm, door rivieren naar zee vervoerd, en hoopten zich op in relatief smalle kustzones. Die voedingsstoffen vormden een vruchtbare bodem voor cyanobacteriën die op hun beurt zuurstof produceerden. De zuurstof die de cyanobacteriën in deze kustnabije oases (op sommige plaatsen in heel grote hoeveelheden) produceerden, hoopte zich op in het oceaanwater. Dat ging ten minste honderd miljoen jaar door; pas daarna gaf de oceaan significante hoeveelheden zuurstof af aan de atmosfeer.

De hypothese dat de nu overvloedig (ca. 21%) in de atmosfeer aanwezige zuurstof aanvankelijk in oceanische ‘oases’ werd gevormd (ruim voor de Grote Oxidatie-gebeurtenis), is al enige tientallen jaren oud, maar geochemische gegevens die de hypothese ondersteunen zijn pas recent verkregen. Dit onderzoek werd grotendeels uitgevoerd in de Mt. McRae schalies van westelijk Australië, maar dezelfde resultaten werden ook gevonden in Zuid-Afrika in gesteenten van gelijke ouderdom.

De gesteenten in Zuid-Afrika zijn gevormd op de continentale helling van een ondiepe zee. De waterdiepte was te groot voor fotosynthese. Echter, oxidatie van ijzer in de bodem sedimenten duidt erop dat er opgeloste zuurstof in de diepe waterkolom aanwezig moet zijn geweest. De meest voor de hand liggende verklaring is dat deze zuurstof hoger in de waterkolom door fotosynthese is gevormd, waarna het door menging van de waterlagen op de bodem terechtkwam. Omdat er bij dat mengen ongetwijfeld veel zuurstof elders in het water terechtkomt of achterblijft, moet de oorspronkelijk gevormde hoeveelheid zuurstof groot zijn geweest, veel groter dan tot nu toe aangenomen.


De cyanobacterie Echinococcus
(foto Ralf Wagner).


De bijna kokende Octopus-bron in
Yellowstone Park is omgeven door
algenmatten, met onder andere
Echinococcus
(foto Carnegie Institution).




Autofluorescentie van Echinococcus, waargenomen met
een epifluorescentiemicroscoop
(foto Russische Academie van Wetenschappen).

.

Referenties:
  • Kendall, B., Reinhard, C.T., Lyons, T.W., Kaufman, A.J., Poulton, S.W. & Anbar, A.D., 2010. Pervasive oxygenation along late Archaean ocean margins. Nature Geoscience 3, doi:10.1038/ngeo942.


Copyright © NGV 1999-2017
webmaster@geologischevereniging.nl