Аннотация:В архее биосфера Земли была аноксигенной. В атмосфере преобладали метан, сероводород и прочие вулканические газы, которые поступали в большом количестве в процессе активного вулканизма. Доказательством отсутствия кислорода в атмосфере и гидросфере являются мощные толщи джеспилитов, образованных на больших глубинах в морях. Окисление гидротермального двухвалентного железа осуществлялось фотоферротрофами с аноксигенным фотосинтезом, обитавшие на глубинах не меньше 100 м.
С начала протерозоя изменился характер вулканизма, что уменьшило количество поступления метана и сероводорода в атмосферу. Одновременно с этим свободный кислород появился и стал накапливаться в биосфере. Его появление связывается с цианобактериями – микроорганизмами, имеющими способность к оксигенному фотосинтезу. Произошло это, судя по палеонтологическим данным, около 2 млрд. лет назад. Но по биомаркерам время появления синезеленых бактерий сдвигается к 2,4 млрд., а по молекулярным часам до 2,9 млрд.
С момента появления свободного кислорода в гидросфере, он долгое время расходовался на доокисление железа, потом серы, и только после этого (с 2 млрд.) уровень кислорода в морской воде начал повышаться. В ответ на рост концентрации О2, в биосфере произошли кардинальные изменения. В течение протерозоя появились первые эвкариоты (около 1,5 млрд.) и началась дарвиновская эволюция; позже добавились многоклеточные (около 1 млрд.). На границе кембрий-протерозой уровень кислорода еще раз резко возрос. Это событие в органическом мире спровоцировало дивергенцию и биоминерализацию, которые получили названия «Кембрийский взрыв» и «Скелетная революция». Сам кембрийский период отличался нестабильным уровнем кислорода и еще большим его увеличением. Его повышение пережила лишь малая часть кембрийских организмов, остальные оказались обречены. Выжившим пришлось развивать дыхательную и кровеносную системы для того, чтобы приспособиться к новым условиям.