산소 대폭발 사건 문서 원본 보기

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[[파일:Oxygenation-atm-2.svg|섬네일|420px|지구 대기권에서 O<sub>2</sub>가 증가하는 과정. 빨강 및 초록 선은 대기중 산소 농도 최대/최소추정치를 의미하며 가로축의 시간 단위는 십억 년(Ga)이다.
<br />제1기 (3.85–2.45 Ga): 대기중에 사실상 O<sub>2</sub>가 존재하지 않는다. 바다에서도 얉은 곳에서 일부 녹아 있는 O<sub>2</sub>를 제외하면 사실상 무산소 상태였다.
<br />제2기 (2.45–1.85 Ga): O<sub>2</sub>가 생성되기 시작하며 0.02-0.04atm으로 상승하나 대부분의 산소는 바다와 해저 암석으로 흡수된다.
<br />제3기 (1.85–0.85 Ga): 바다에서 대기로 O<sub>2</sub>가 방출되기 시작하나 대부분은 육지 암석으로 흡수된다. 이때까지는 산소 수준이 큰 변화를 보이지 않는다.
<br />제4-5기 (0.85 Ga–현재): 더 이상 다른 곳으로 O<sub>2</sub>가 흡수되지 않으면서 대기중에 O<sub>2</sub>가 쌓이기 시작하며 농도가 급격하게 증가한다.<ref>Holland, Heinrich D. [http://rstb.royalsocietypublishing.org/content/361/1470/903.full.pdf "The oxygenation of the atmosphere and oceans"]. ''Philosophical Transactions of the Royal Society: Biological Sciences''. Vol. 361. 2006. pp. 903–915.</ref>]]
[[파일:Cyanobacteria (248 07) Mixture; native preparation; green filter.jpg|섬네일|'''남세균''': 지구 대기에 산소를 생성해낸 대표적인 생물.]]

'''산소대폭발 사건'''(Great Oxygenation Event, GOE) 또는 '''대산화사건'''(Great Oxidation Event)은 [[지구의 대기]]에서 [[생물 군계|생물학적]] 유도를 통해 [[산소]] 분자(O<sub>2</sub>)가 급격하게 증가한 사건을 의미한다.<ref>{{서적 인용|first1= Martha E. |last1= Sosa Torres |first2= Juan P. |last2= Saucedo-Vázquez |first3= Peter M.H.  |last3= Kroneck |editor= Peter M.H. Kroneck and Martha E. Sosa Torres |title= Sustaining Life on Planet Earth: Metalloenzymes Mastering Dioxygen and Other Chewy Gases |series= Metal Ions in Life Sciences |volume= 15 |year= 2015년 |publisher= Springer |chapter= Chapter 1, Section 2 "The rise of dioxygen in the atmosphere" |pages= 1–12 |doi= 10.1007/978-3-319-12415-5_1 |pmid= 25707464 |isbn= 978-3-319-12414-8}}</ref> 지질학적, 동위원소적, 화학적 분석에서는 [[원생누대]] 극초기 [[시데리아기]]인 24억 5천만년 전(2.45Ga)부터 시작된 것으로 밝혀졌다.<ref name="NYT-20131003">{{뉴스 인용|last= Zimmer |first= Carl |authorlink= Carl Zimmer |title= Earth's Oxygen: A Mystery Easy to Take for Granted |url= https://www.nytimes.com/2013/10/03/science/earths-oxygen-a-mystery-easy-to-take-for-granted.html |date= 3 October 2013 |work= [[The New York Times]] |accessdate= 3 October 2013 }}</ref> 산소대폭발이 일어난 정확한 원인은 알려져 있지 않다.<ref>{{웹 인용|url= https://www.sciencedaily.com/releases/2013/01/130117084856.htm|title= University of Zurich. "Great Oxidation Event: More oxygen through multicellularity". ScienceDaily. ScienceDaily, 17&nbsp;January 2013.|date= |website= |access-date= }}</ref> 2016년 기준 산소대폭발 사건 이전 산소 광합성의 발달에 대한 [[지구화학]] 및 생물학적 증거는 부족한 상태이다.<ref>{{저널 인용|title= Evidence for oxygenic photosynthesis half a billion years before the Great Oxidation Event|author= Planavsky, Noah J.|date= 24 January 2014|journal= [[네이처|Nature]] |display-authors= etal|volume= 7|issue= 4|doi= 10.1038/ngeo2122|pages= 283–286|bibcode= 2014NatGe...7..283P}}</ref>

[[광합성]]을 통해 산소를 생성하는 최초의 생물은 해양에 서식하는 [[남세균]]이었다.<ref>{{웹 인용|url= http://www.astrobio.net/news-exclusive/the-rise-of-oxygen/|title= The Rise of Oxygen - Astrobiology Magazine|website= Astrobiology Magazine|language= en-US|access-date= 2016-04-06|보존url= https://web.archive.org/web/20150923185816/http://www.astrobio.net/news-exclusive/the-rise-of-oxygen/|보존날짜= 2015-09-23|url-status= dead}}</ref> 이 남세균은 산소대폭발이 일어나기 약 2억년 전인 23억년 전 [[미생물 매트]]로 진화한 것으로 추정된다.<ref>{{저널 인용|last= Flannery|first= D. T.|author2= R.M. Walter|title= Archean tufted microbial mats and the Great Oxidation Event: new insights into an ancient problem|journal= Australian Journal of Earth Sciences|date= 2012|volume= 59|issue= 1|pages= 1–11|doi= 10.1080/08120099.2011.607849 |bibcode = 2012AuJES..59....1F }}</ref> 이시간 동안 생성된 활성산소는 [[호상철광층|용해철이온]]에 포획되어 <chem>Fe</chem> 및 <chem>Fe^2+</chem>가 물에 녹지 않는 [[자철석]](<chem>Fe^2+Fe2^3+O4</chem>)으로 바뀌어 가라앉아 암반에 [[호상철광층|거대한 모양의 기다란 띠]]를 만들어냈다. 산소 일부는 유기물에 포획되기도 하였다. 대산화사건은 이렇게 [[산소의 순환|산소를 흡수하는 곳]]에서 더 이상 산소를 흡수하지 못하면서 시작되었다.

대기 중 산소 생산이 증가하면서 지구의 원래 대기 중 원소 비율이 균형을 잃었다.<ref>{{웹 인용|url= https://www.sciencedaily.com/releases/2013/01/130117084856.htm|title= University of Zurich. "Great Oxidation Event: More oxygen through multicellularity." ScienceDaily. ScienceDaily, 17&nbsp;January 2013|date= |website= |access-date= }}</ref> 활성산소는 [[절대혐기성 미생물]]에 매우 유독하며 산소 농도가 증가하며 이들 [[생물|유기체]] 대부분은 절멸하였다.<ref>{{웹 인용 |last= Hentges|first= David J.|title= Anaerobes: General Characteristics|date= 1996|url= https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK7638/|work= Medical Microbiology|editor-last= Baron|editor-first= Samuel|edition= 4th|publisher= University of Texas Medical Branch at Galveston|isbn= 978-0963117212|pmid= 21413255|access-date= 2018-07-07}}</ref>

심해저에 형성된 고대 암석 퇴적물에 나타나는 [[크로뮴]] 덩어리들은 대륙붕에서 녹아내린 크로뮴이 가라앉아 쌓였다는 것을 보여준다. 크로뮴은 쉽게 용해되지 않는다. 암반에서 크로뮴이 용해되기 위해서는 강력한 산이 있어야 한다. 이것이 가능한 대표적인 강산인 [[황산]](<chem>H2SO4</chem>)은 [[황철석]]과 박테리아의 반응을 통해 만들어질 수 있다.<ref>{{웹 인용|url= http://www.livescience.com/16714-oxygen-breathing-life-chromium.html|title= Evidence of Earliest Oxygen-Breathing Life on Land Discovered|website= LiveScience.com|access-date= 2016-04-06}}</ref> 산소를 만들어내는 남세균 미생물 매트들은 두꺼운 [[얼음]] 아래 무산소 환경에서도 산소가 녹은 물을 통해 1-2mm 두께의 얉은 층을 만들어낼 수 있고, 대기중에 산소가 축적되기 전에도 이런 유기체들은 이미 산소에 적응했을 것이다.<ref>[https://www.sciencedaily.com/releases/2015/09/150901140759.htm Oxygen oasis in Antarctic lake reflects Earth in distant past]</ref> 또한 자유산소는 [[온실 기체]]의 일종인 [[메테인]]과 반응하여 온실 기체 농도를 크게 감소시켜 [[눈덩이 지구]]라고 불리는 [[휴로니안 빙하기]]를 만들어냈을 것으로 추정된다.<ref name="Frei2009">
{{저널 인용
 | last1 = Frei | first1 = R.
 | last2 = Gaucher | first2 = C.
 | last3 = Poulton | first3 = S. W.
 | last4 = Canfield | first4 = D. E.
 | title = Fluctuations in Precambrian atmospheric oxygenation recorded by chromium isotopes
 | journal = Nature | volume = 461 | issue = 7261 | pages = 250–253 | year = 2009
 | doi = 10.1038/nature08266 | pmid = 19741707
 | laysummary = https://dx.doi.org/10.1038/461179a | bibcode = 2009Natur.461..250F
}}
</ref>

결국 산소를 소비하는 [[호기성 생물]]이 진화하며 산소 순환 과정에서 균형을 이룰 수 있게 되었다. 이후 산소는 지구 대기중에서 유의미하고 중요한 역할을 하는 성분이 되었다.<ref name=Frei2009 />

== 같이 보기 ==
* [[산소의 지질학적 역사]]
* [[요오드화물]]
* [[메데아 가설]]
* [[파스퇴르 지점]]
* [[희귀한 지구 가설]]
* [[스트로마톨라이트]]

== 각주 ==
{{각주}}

== 외부 링크 ==
* [https://www.newscientist.com/article/mg20527461.100-first-breath-earths-billionyear-struggle-for-oxygen/ First breath: Earth's billion-year struggle for oxygen] ''New Scientist'', #2746, 5&nbsp;February 2010 by Nick Lane. [https://web.archive.org/web/20110106141826/http://ptc-cam.blogspot.com/2010/02/first-breath-earths-billion-year.html]

[[분류:원생누대]]
[[분류:생명의 기원]]
[[분류:산소]]
[[분류:기후의 역사]]
[[분류:대량절멸]]
[[분류:기상학 가설]]