大気成分中の酸素形成とは? わかりやすく解説

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大気成分中の酸素形成

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2022/06/13 03:35 UTC 版)

酸素」の記事における「大気成分中の酸素形成」の解説

地球誕生初期原始大気含まれていた硫酸塩酸は、原始海洋中で地殻中の金属イオン中和され、原始大気高温高圧二酸化炭素水蒸気窒素主成分だったと考えられる。これは海洋溶けこんだ硫酸除いて現在の金星の大気似てたとする説がある。この原始大気中には分圧示されるほどの酸素存在せず、熱や光で分解して発生するわずかな遊離酸素は一酸化炭素地殻露出した還元金属の酸化消費され分圧の高い二酸化炭素海洋中に存していた。これを材料30年前ごろに光合成獲得したシアノバクテリア現れ酸素作られ始めたとされているが、近年遺伝子解析の結果から、進化の過程で光合成機能を失う細菌もいたことを伺わせる結果出ており、初期光合成による大気への酸素供給は必ずしも安定にはできていなかった可能性指摘されている。シアノバクテリア大規模に存在して安定した酸素供給ができていた確実な証拠となるストロマトライト最古化石は、現在までに約27年前のものが見つかっている。こうした安定した光合成は、同時期に大規模な大陸変動によって生じた浅瀬のような環境可能になったと考えられている。 大気中の酸素分圧245000年前ごろから高くなっていった推定されており、このことは、海水中の2価溶解化合して生じた酸化鉄起源とする縞状鉄鉱床形成時期一致している。こうして酸素大量発生英語版)が起こった期間、ほかの元素結合していない多く遊離酸素が海中大気中に溢れることとなり、また海洋中の二酸化炭素の消費伴って大気中の二酸化炭素減少した。これが、嫌気性生物酸化して死滅させ、全球凍結に至るほどまで気温急激に下がったために、シアノバクテリアを含む全生物相深刻な大量絶滅引き起こされたと考えられている(ヒューロニアン氷期)。氷期からの回復までに海洋中の酸素濃度一時的に下がったとされる。しかし、生き延びた単細胞生物の中で、酸素用い効率的な細胞呼吸と、酸素により自らを酸化させない抗酸化物質獲得した好気性生物はより多くATP作り出せるようになり、その後地球新たな生物圏形成した。この光合成酸素呼吸真核生物、さらに多細胞生物への進化もたらし、これが植物動物などの生物多様性生むに至る第一歩となった酸素消費であった海洋中の溶存尽きると次第酸素ガス海洋から大気溢れ始め、約17年前には大気中の酸素含有比率10 %達した酸素比率逆転したのは7–8億年前考えられる。 5億4000万年前のカンブリア紀始まったころからは、大気中の酸素比率1530 %の間で推移した。それは石炭紀終わりにあたる3億年前ごろには最大35 %まで達し昆虫両生類大型化作用した可能性がある。石炭紀には木材リグニン分解できる菌類十分に進化しておらず、森林繁栄により大量炭素石炭として固定化され、ペルム紀初期大気中の酸素濃度35 %に達したといわれるまた、植物繁栄したことで大量二酸化炭素吸収され、その多く大気中に還元されずに石炭化ていったため、またしても大気中の二酸化炭素濃度激減した。これがその後寒冷化と氷河の発達ひいては氷河時代一因とされるその後寒冷化による植物の炭素固定能の減退、およびリグニン分解能獲得した菌類増えたことなどから、ジュラ紀後期の2億年前には酸素濃度12 %まで低下したジュラ紀後期から白亜紀通じて酸素濃度次第増加した現在の酸素濃度21 %である。人類年間70トン化石燃料使用するにあたり酸素消費し続けているが、これによる大気中の酸素比率与え影響微々たるものである。

※この「大気成分中の酸素形成」の解説は、「酸素」の解説の一部です。
「大気成分中の酸素形成」を含む「酸素」の記事については、「酸素」の概要を参照ください。

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