演化史上的氧氣大浩劫(The Oxygen Catastrophe)
一、氧氣大浩劫的緣由：
1. 演化最早出現在地球，都是些厭氧性的微生物(Anaerobic
microorganism)，因為那時的地球根本沒有氧氣，大氣層中只有二氧化碳(CO2)、氮氣(N2)和甲烷(CH4)。
2. 大約在24億年前大氣層中的氧氣開始升高，導致近99％厭氧性的微生物滅絕，演化學家稱為氧氣大浩劫(The Oxygen
Catastrophe)；或大氧氣事件(The great Oxygen Event)。
圖01. 當24億年前氧氣開始增加，引起氧氣大浩劫事件→約99％的地球生物滅絕；氧氣又與甲烷結合轉變成二氧化碳跟水，甲烷阻止熱散失的效應消失→導致地球溫度降低，引起長達3億年的休倫冰河時期(Huronian Glaciation)。
圖片來源：http://www.physics-astronomy.com/2016/02/when-oxygen-first-developed-on-earth-it.html#.W7n4xvZuI2w
3. 大氣層增加的氧氣還會與甲烷作用O2 + CH4
→ CO2 + H2O，使得大氣層中甲烷的濃度降低，甲烷是很重要的溫室效應氣體，溫室效應的能力是CO2的300倍。地球沒有了甲烷的保護，熱能一直逸散到太空中，產生了地球第一次，也是最長的一次冰河時期—休倫冰河時期(Huronian Glaciation,24～21億年前)。
圖02. 地球不同地質年代發生的重大事件。
X軸是時間，單位為10億年(Billions)；Y軸是氧氣濃度，單位是以現在氧氣濃度為100％的相對濃度。
圖正中上方Great Oxidation Event=The
Oxygen Catastrophe(大氧氣事件=氧氣大浩劫)。
圖正中下方的第一個※Glaciation是長達3億年的休倫冰河時期。
4. 21億年時，地球多處的火山爆發，噴發出大量的CO2以及CH4，改變了大氣層的組成，將地球由長期的冰河時期拯救回來！
5. 演化過程中，光合作用的光反應，先後形成兩套光合系統—光合系統I(PSI)及光合系統II(PSII)。兩套光合系統在演化的過程中，是先分別單獨演化形成PSI或單獨演化形成PSII，一直到藍綠藻出現才同時具有兩個光合系統，並且匯合在一起運作。
6. 光合自營菌只有一套光合系統，匯集的光能只能分解硫化氫(H2S)，產生S、H+、電子。而不能分解水(H2O)產生O2。藍綠藻具有兩套光合系統，匯集的光能才能夠分解水分子產生O2。
7.
約32億年前，海洋中的藍綠藻演化形成後，開始經由有氧光合作用產生大量的氧氣。
8.
氧氣在海洋中累積，先與海洋中大量的鐵離子(Fe＋＋)結合，將其氧化形成氧化鐵，在各地海床堆積成氧化鐵層。因此形成的條紋狀鐵礦床，供給現代工業社會鐵礦資源中的將近70%的比例。
9. 這過程花了大約十億年的時間。等海中的鐵離子全部氧化後，海水O2濃度持續昇高，O2就溢出海面到大氣層中。
圖03. 不同地質年代大氣層氧氣濃度的變化情形。
Anoxygenic photosynthesis starts─無氧光合作用開始(37億年前)
Oxygenic photosynthesis starts─有氧光合作用開始(32億年前)
Cambrian explosion─寒武紀大爆發
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單細胞生物如何差點消滅了全球所有的生物 － 安納蘇亞·威利斯 (How a single-celled organism
almost wiped out life on earth—Anusuya Willis)
TED的短片(4分13秒)，需要的網友請上YOUTUBE網站點閱，因為它有中文(台灣)的翻譯，而且翻譯的很好！TED實在是造福大家良多！
詳細簡潔清晰的敘述了氧氣浩劫事件！還配合很好看的卡通動畫！
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二、藍綠藻的功與過：
如果將藍綠藻的豐功偉業講得像寫小說一樣：
1. 比藍綠藻更早演化形成的厭氧性細菌，一定會恨死藍綠藻，因為本來這地球是屬於牠們的，討厭的藍綠藻演化出現後，厭氧性細菌大多數因此被滅絕，少數躲到動物的腸道中(例如大腸桿菌)，或是極端惡劣的無氧環境下，苟延殘喘的存活著！
2. 但是反過來說：現在存活在地球上的所有需氧性生物—原生生物、真菌、植物、動物(包括我們人類)，都應該好好的感謝藍綠藻，不是牠們的偉大功德—產生氧氣，以及形成臭氧層，海水中的生物是不可能登陸成功！(一到陸地上，就被太陽產生的紫外線，破壞DNA而突變死亡。)
3. 大氣O2超過一定濃度後，形成了臭氧層(ozone layer)，臭氧層能吸收陽光中損害生物DNA的紫外線，提供了良好的保護罩，讓海洋生物慢慢能發展到陸地來生活。
以上是藍綠藻的功。
4. 現今河、湖、海洋中到處可見的藍綠藻藻華(bloom)—藍綠藻的過度繁殖。直接看這似乎是藍綠藻的罪過，再多想一想這根本是人類自己造成的禍事！
圖04. 藍綠藻在世界各地的河流、湖泊、海洋遍地開花(bloom)！
a中國江蘇省太湖 b瓜地馬拉阿蒂特蘭湖 c美國伊利湖 d波羅的海芬蘭灣
e中國雲南滇池 f&g中國江蘇省太湖 h波羅的海Taivallahti灣
i美國北卡羅萊納州Neuse River河口 j美國佛羅里達州St. John’s 河
k波羅的海芬蘭灣
5. 因為人類過度的使用化學肥料、清潔劑，更把大量的汙水、廢水往河、湖、海洋傾倒，造成河、湖、海水優養化→然後才發生藻華！
6. 藍綠藻藻華的發生，與其說是藍綠藻的過錯，更應該說是人類過度消費地球，造成地球的反撲才對！
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