Anaerob jord er når jord blir oversvømt fylles luftlommene i jorden med vann, og gassutvekslingen med atmosfæren stopper opp siden diffusjon i væskefase går cirka 10 000 ganger saktere i væskefase enn i gassfase (jamfør Ficks diffusjonslover). Oksygenet i jorden blir brukt opp på grunn av respirasjon i mikroorganismene som kataboliserer organisk materiale.
Oksygenkonsentrasjonen som deler den aerobe fra den anaerobe verden kalles Pasteurpunkt, som tilsvarer cirka 2–3 prosent O2 i atmosfæren og en tilsvarende lav konsentrasjon i vann ifølge Henrys lov.
Mange av de mikrobielle prosessene som skjer i anaerob jord skjer også i anaerobe sedimenter på hav- eller sjøbunn, men også i anaerob saltvann eller ferskvann.
Etter hvert som jorden får stadig mer negativt reduksjons-oksidasjonspotensial, vil mikroorganismer foreta denitrifikasjon (NO3- →N2 eller N2O), manganreduksjon (Mn4+→Mn2+), jernreduksjon (Fe3+→Fe2+) sulfatreduksjon (SO42-→H2S) med produksjon av hydrogensulfid (H2S) i sulfatreduserende bakterier, og til slutt metanogenese i metanogene bakterier hvor karbondioksid (CO2 ) eller hydrogenkarbonat (HCO-3) er elektron- og protonakseptor og det dannes metan. Samme type mikroorganismer kan finnes i anaerobt vann eller anaerob jord eller sediment. Toverdig mangan og jern kan virke giftig på planterøttene. Røttene på flomtolerante planter får rødbrune avsetninger fra utfelling av Fe(III)-jernoksider fra oksygen i aerenkymet i røttene.
Energi-, elektron-, proton-, og karbonkilde | Organismetype |
---|---|
Energikilde: | |
Lys | Fototrofe |
Eksergonisk kjemisk reaksjon | Kjemotrofe |
Elektrondonor: | |
Uorganiske stoffer (NH4+, Fe2+, Mn2+, S2-, H2) | Litotrofe |
Organiske stoffer | Organotrofe |
Karbonkilde: | |
CO2 | Autotrofe |
Organisk stoff | Heterotrofe |
Elektronakseptor: | |
O2 | Aerobe |
Fe3+, NO3-, SO42-, Mn4+, CO2 (HCO3-), organisk stoff | Anaerobe |
Organismene på Jorden lever på energien som finnes i trinnene på redoksskalaen, mellom primær elektrondonor og terminal elektronakseptor. Elektrondonorer kan, avhengig av organisme, være uorganisk eller organisk. Eksempler på uorganiske elektrondonorer er ammonium (NH4+), toverdig jern og mangan (Fe2+, Mn2+), sulfid (S2-) og hydrogen (H2). Uorganiske elektronakseptorer kan være treverdig jern (Fe3+), nitrat (NO3-), sulfat (SO42-), mangan (Mn4+) i form av mangandioksid (MnO2), samt karbondioksid (CO2). For alle heterotrofe organismer er organisk stoff laget i fotosyntesen elektron- og protonkilde, og hvor elektroner og protoner opprinnelig kommer fra vann. For autotrofe planter er vann elektron- og protonkilde, mens fotosyntetiske bakterier kan bruke svovel, hydrogensulfid eller hydrogen som elektron- og protonkilde.
Karbonkilden for alt liv er enten CO2 eller organiske molekyler, som også opprinnelig kommer fra CO2. Derfor er CO2 en livsnødvendig gass for alt liv på Jorden. CO2 er elektronakseptor for metanogene bakterier som lager metan (CH4) i anaerobe økosystemer. Men metan kan være kilde for elektroner og protoner i metanotrofe bakterier, som er et eksempel på de komplekse næringsnettene man finner i naturen, men som alle er basert på potensiell elektrisk energi som ligger mellom trinnene på redoksskalaen.
Kommentarer
Kommentarer til artikkelen blir synlig for alle. Ikke skriv inn sensitive opplysninger, for eksempel helseopplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan. Det kan ta tid før du får svar.
Du må være logget inn for å kommentere.