نظرية محيط كانفيلد
تحوي هذه المقالة أو هذا القسم ترجمة آلية. |
تم اقتراح نموذج محيط كانفيلدCanfield Ocean) من قبل عالم الكيمياء الجيولوجية دونالد كانفيلد لشرح تركيب المحيط في منتصف إلى أواخر العصر البروتيروزوي.
التاريخ
عدلفي ورقة بحثية نُشرت عام 1998 في مجلة Nature،[1] زعم كانفيلد أن أعماق المحيط كانت خالية من الأكسجين و الكبريتيد ،المعروف أيضًا باسم الأكسنيكخلال فترة المليار الممل أي منذ 1.8 – 0.8 مليار سنة جيا، وأن هذه الظروف أوقفت ترسب المعادن من تشكيل تكوينات الحديد الحزاميالغنية بالحديد (BIF) في رواسب المحيط. قبل نظرية محيط كانفيلد، كان يُعتقد أن المحيط الذي أصبح مشبعًا بالأكسجين بالكامل أثناء حدث الأكسدة العظيم (؛ ~2.46 جيجا سنة) كان الآلية التي أوقفت ترسب تكوينات الحديد الحزامي.[2]
التشكيل
عدلبحلول نهاية العصر الجليدي الكبير، وصلت مستويات الأكسجين في الغلاف الجوي إلى 10% من مستوياتها الحالية.[3] وفي ظل هذه الظروف، من المرجح أن يظل المحيط العميق خاليا من الأكسجين. ومع ذلك، كان الغلاف الجوي يحتوي على ما يكفي من الأكسجين لتسهيل تجوية المعادن الأرضية المحتوية على الكبريتات، ونقلها( SO42- ) إلى المحيط من خلال الجريان السطحي.[4] تم بعد ذلك اختزال الكبريتات بواسطة الكائنات الحية الدقيقة لإنتاج كبريتيد الهيدروجين (H 2 S):
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><semantics><mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mn> </mn><msubsup><mtext> </mtext><mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mn> </mn></mrow></msubsup><mtext> </mtext><mo> </mo><msubsup><mtext> </mtext><mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mn> </mn></mrow><mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mn> </mn><mo> </mo></mrow></msubsup><mo stretchy="false"> </mo><msubsup><mtext> </mtext><mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mn> </mn></mrow></msubsup><mtext> </mtext><mo> </mo><mn> </mn><msubsup><mtext> </mtext><mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mn> </mn></mrow><mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mo> </mo></mrow></msubsup></mrow></mstyle></mrow><annotation encoding="application/x-tex"> </annotation></semantics></math> </img>
بحلول عام 1.8 قبل الميلاد، كانت تركيزات الكبريتيد ( S2- ) مرتفعة بما يكفي لترسيب الحديد من أعماق المحيط عن طريق الارتباط بالأخير لتكوين البيريت ( FeS2 )، مما أدى فعليًا إلى إنهاء تكوين الحديد الحزامي.[5]
الدليل
عدلتأتي معظم الأدلة على الظروف البيئية المحيطة من نسب النظائر المستقلة الموجودة في سجلات الرواسب. على سبيل المثال، وجد أن δ <sup id="mwOQ">34</sup> S، أو قياس تركيزات 34 S و32 S مقارنة بمعيارما، كان حوالي 40 ‰ أثناء المليار الممل.[6] إن قيمة δ 34 S التي تزيد عن 45‰ ستكون دليلاً على محيط مؤكسج بالكامل، في حين أن قيمة δ 34 S التي تقل عن 5‰ ستدل على وجود جو خالٍ من الأكسجين.[4]
في الورقة البحثية، استخدم كانفيلد أيضًا نموذجًا صندوقيًا لشرح كيفية تشكل المحيطات المتوسطة، أو المحيطات التي تتأكسد جزئيًا فقط.[5] يوضح النموذج إذا افترضنا أن مستويات المغذيات كانت قريبة من مستوياتها الحالية، فإن مستويات الأكسجين في الغلاف الجوي كانت بحاجة إلى أن تكون أعلى بكثير في نهاية العصر الجليدي الكبير من أجل تزويد المحيط بالأكسجين بالكامل.
النزاع العلمي
عدلهناك بعض الخلاف حول استقرار اليوكسينيا واسعة النطاق.[7] ستؤدي الظروف البيئية غير الملائمة إلى استنفاد المعادن الأساسية للحياة، مثل الموليبدينوم و النحاس.مما سيؤدي إلى منع المعدلات المرتفعة للإنتاج الأولي المطلوبة لتكوين المحيطات البيئية في المقام الأول.[7] في الواقع، وجدت الأدلة من سجلات الصخر الزيتي أن تركيزات الموليبدينوم في المحيط كانت أقل من 1/5 من محيط اليوم.[8]
المراجع
عدل- ^ Canfield، D. E. (1998). "A new model for Proterozoic ocean chemistry". Nature. ج. 396 ع. 6710: 450–453. Bibcode:1998Natur.396..450C. DOI:10.1038/24839. S2CID:4414140.
- ^ Cloud، P. (1 يونيو 1972). "A working model of the primitive Earth". American Journal of Science. ج. 272 ع. 6: 537–548. DOI:10.2475/ajs.272.6.537. ISSN:0002-9599.
- ^ Ossa Ossa, Frantz; Spangenberg, Jorge E.; Bekker, Andrey; König, Stephan; Stüeken, Eva E.; Hofmann, Axel; Poulton, Simon W.; Yierpan, Aierken; Varas-Reus, Maria I. (2022). "Moderate levels of oxygenation during the late stage of Earth's Great Oxidation Event". Earth and Planetary Science Letters (بالإنجليزية). 594: 117716. DOI:10.1016/j.epsl.2022.117716. hdl:10481/78482. S2CID:251150500.
- ^ ا ب Anbar، A. D.؛ Knoll، A. H. (16 أغسطس 2002). "Proterozoic Ocean Chemistry and Evolution: A Bioinorganic Bridge?". Science. ج. 297 ع. 5584: 1137–1142. DOI:10.1126/science.1069651. ISSN:0036-8075. PMID:12183619. S2CID:5578019.
- ^ ا ب Canfield، D. E. (1998). "A new model for Proterozoic ocean chemistry". Nature. ج. 396 ع. 6710: 450–453. Bibcode:1998Natur.396..450C. DOI:10.1038/24839. S2CID:4414140.Canfield, D. E. (1998). "A new model for Proterozoic ocean chemistry". Nature. 396 (6710): 450–453. Bibcode:1998Natur.396..450C. doi:10.1038/24839. S2CID 4414140.
- ^ Anbar، A. D.؛ Knoll، A. H. (16 أغسطس 2002). "Proterozoic Ocean Chemistry and Evolution: A Bioinorganic Bridge?". Science. ج. 297 ع. 5584: 1137–1142. DOI:10.1126/science.1069651. ISSN:0036-8075. PMID:12183619. S2CID:5578019.Anbar, A. D.; Knoll, A. H. (2002-08-16). "Proterozoic Ocean Chemistry and Evolution: A Bioinorganic Bridge?". Science. 297 (5584): 1137–1142. doi:10.1126/science.1069651. ISSN 0036-8075. PMID 12183619. S2CID 5578019.
- ^ ا ب Kendall, Brian; Anbar, Ariel D.; Kappler, Andreas; Konhauser, Kurt O. (20 Apr 2012), Knoll; Canfield, Donald E.; Konhauser, Kurt O. (eds.), "The Global Iron Cycle", Fundamentals of Geobiology (بالإنجليزية) (1 ed.), Wiley, pp. 65–92, DOI:10.1002/9781118280874.ch6, ISBN:978-1-118-28081-2, Retrieved 2023-04-16
- ^ Scott, C.; Lyons, T. W.; Bekker, A.; Shen, Y.; Poulton, S. W.; Chu, X.; Anbar, A. D. (2008). "Tracing the stepwise oxygenation of the Proterozoic ocean". Nature (بالإنجليزية). 452 (7186): 456–459. DOI:10.1038/nature06811. ISSN:1476-4687. PMID:18368114. S2CID:205212619.
