Oksygenkatastrofen

Oksygenkatastrofen var en massiv miljøendring som skal ha funnet sted i den geologiske perioden siderium i begynnelsen av den geologiske æraen paleoproterozoikum i prekambrium for ca. 2,4 milliarder år siden. Hendelsen blir også kalt oksygenkrisen, oksygenrevolusjonen eller den store oksidasjonen.

Da livsformene på jorden utviklet fotosyntese for ca. 2,7 milliarder år siden ble det produsert store mengder molekylært oksygen. Oksygenet skapte etter hvert en økologisk krise for det biologiske mangfoldet på denne tiden, siden oksygen var giftig for de mikroskopiske anaerobe organismene som dominerte da.

Denne endringen førte også til nye muligheter for biologisk diversifisering, samt andre enorme endringer i den kjemiske vekselvirkningen mellom sten, sand, leire og andre geologiske substrater og luften i jorden, i havet og andre vannflater. Til tross for naturlig resirkulering av organisk stoff hadde livet vært energisk avgrenset frem til oksygenet dukket opp. Dette gjennombruddet for utviklingen til stoffskiftet økte den tilgjengelige energien for levende organismer og hadde en enorm miljømessig innvirkning på jorden.

Tidsforskyving

Det var en forskyving på ca. 300 millioner år mellom de første fotosyntetiske organismene startet å produsere oksygen til oksygenkatastrofen slo til.

Et fenomen som forklarer denne forskjellen er at oksygenet ikke startet å øke før det hadde vært tektonisk drevne endringer i oppbyggingen av jorden, inkludert grunnbrott der organisk karbon kunne nå sedimentene og bli gravlagt. Det første oksygenet som ble tilgjengelig ble også først tatt opp av forskjellige kjemiske reaksjoner i havet, hovedsakelig forbindelser med jern. Spor av dette fenomenet finnes i eldre berglag som inneholder massive lagdelte jernrike bergarter som ble lagt ned i denne perioden da jern og oksygen først inngikk i kjemiske forbindelser. Det meste av jernmalmen på jorden finnes i disse lagene. Disse kjemiske fenomenene ser ikke ut til å stå for hele tidsforskyvningen.

Fotosyntetiske organismer var også en kilde for metan, som fanget opp mye molekylært oksygen, fordi metan og oksygen lett danner karbondioksid (CO2) når det finnes ultrafiolett stråling. I 2006 ble det utført et modelleksperiment som kan forklare noe av tidsforskyvningen. Etter hvert som det kom til nok oksygen i atmosfæren oppsto etter hvert ozonlaget som dempet den ultrafiolette strålingen, og dermed minket dannelsen av karbondioksid.