C’è molto ossigeno sulla Terra, ma da dove proviene oggi, circa il 21% dell’aria terrestre è costituita da ossigeno.
Ma l’atmosfera del nostro pianeta ha impiegato molto tempo per arrivare al punto in cui è sicuro respirare.
La miscela di gas che formava una spessa coltre attorno al nostro pianeta 4,6 miliardi di anni fa non è molto diversa da quella prodotta dai vulcani, come il metano e l’idrogeno solforato.
Le viscere della Terra erano piene di materia volatile e il flusso costante di roccia fredda proveniente dal sistema solare interno continuava a darci nuove cose con cui costruire.
D’altra parte, collisioni a volte più grandi riscaldavano la superficie, il che rendeva l’atmosfera più calda e tale rimaneva.
Grazie a questo flusso costante di minerali dal cielo, c’era molto azoto sotto forma di ammoniaca.
Quando l’ossigeno ha cominciato a riempire l’aria intorno alla Terra?
C’è ancora molto che non sappiamo sui dettagli.
Ad esempio, non sappiamo con certezza quanto azoto ha ottenuto in passato il nostro pianeta dalle piogge minerali.
Circa 4,3 miliardi di anni fa, le condizioni della Terra iniziarono a migliorare. Anche il diluvio di rocce spaziali iniziò a rallentare.
Le reazioni geochimiche e i potenziali precursori della biochimica si sono verificati perché i corpi idrici sono rimasti insieme abbastanza a lungo da consentire il loro verificarsi. Ciò ha reso l’atmosfera del pianeta più densa, composta principalmente da anidride carbonica e azoto, il che lo ha reso più caldo.
Potrebbero esserci stati alcuni “spicchi” di ossigeno provenienti dall’attività vulcanica qua e là.
Per un po’, il pianeta è stato per lo più privo di ossigeno per i suoi primi miliardi circa.
Il grande evento di ossidazione è ciò che ha causato la rottura di molte cose.
I primi tentativi di vita della Terra hanno dovuto prendere l’energia che tiene insieme un singolo gruppo di molecole e usarla per produrre materia organica.
Ad un certo punto all’inizio del gioco, forse centinaia di milioni di anni dopo la formazione della Terra, è stato trovato un modo per ottenere energia dalla luce solare.
Sebbene fosse una fotosintesi, non era il tipo che lasciava molto ossigeno dietro.
Questo tipo di fotosintesi “ossigenica” potrebbe esistere da almeno 3 miliardi di anni, se non di più.
I microbi primitivi hanno ricevuto una spinta da un pezzo di macchinario biologico chiamato fotosistema II. Ha permesso loro di combinare anidride carbonica e acqua per creare gli elementi costitutivi di cui avevano bisogno, oltre a molta energia.
Finché gli oceani del pianeta erano pieni di ossigeno, le possibilità che l’atmosfera fosse scarsa.
Una possibile ragione di questa improvvisa mancanza di ossigeno è che le meteore continuano a strisciare nel cielo, lasciando dietro di sé gas volatili che reagiscono rapidamente con la minima traccia di ossigeno molecolare.
L’evento della Grande Ossidazione si verificò circa 2,4 miliardi di anni fa, quando una piccola quantità di ossigeno gassoso iniziò ad accumularsi in gran parte di essa. Ciò ha portato a quello che ora è noto come accumulo lento.
L’ossigeno era qualcosa di utile per la vita sulla Terra in quel momento?
Quando c’era così tanto ossigeno gassoso, era difficile dire quanto velocemente cambiasse la biosfera terrestre.
Si ritiene che l’ossigeno sia un elemento altamente reattivo.
Questo è vero anche oggi. Abbiamo enzimi che possono aiutarci ad affrontare il danno che l’ossigeno libero può fare alle nostre molecole organiche più sensibili come il DNA.
Se non ci fossero modi per i primi organismi di affrontare l’ossigeno, morirebbero in gran numero.
In effetti, è possibile che si sia verificato un decesso grave.
Uno studio di due miliardi di anni sugli isotopi dei minerali riporta un calo delle concentrazioni di ossigeno poiché il carbonio è intrappolato nei corpi di innumerevoli microbi che soffrono e muoiono.
Interpretare questo antico record non è così semplice come sembra. Altri studi mettono in dubbio le ipotesi, affermando che la riduzione dell’ossigeno potrebbe non essere dovuta alla morte di molte persone.
Circa 600 milioni di anni fa, le concentrazioni di ossigeno molecolare nella nostra atmosfera raggiunsero finalmente circa il 21%.
Questo è il momento storico in cui gli esseri viventi sono diventati più complessi.
È difficile dire quanto sia importante l’ossigeno. Molte sostanze nutritive sono state rilasciate dallo spesso strato di ghiacciai che ha graffiato la superficie terrestre.
D’altra parte, l’ossigeno è un modo molto importante per ottenere molta energia dagli idrocarburi di oggi.
Questo è esattamente ciò di cui ha bisogno un moderno organismo multicellulare in movimento!
D’altra parte, l’esatta disposizione dell’ossigeno e dei primi organismi complessi non è concordata, il che rende la relazione più complessa.
C’è una possibilità che la Terra finisca l’ossigeno a un certo punto?
Finché il sole splende e le piante prosperano e la fotosintesi continua, sembra che il nostro pianeta avrà sempre una discreta quantità di ossigeno nell’aria.
Ma questo equilibrio non durerà.
La radiazione solare sarà abbastanza forte da abbattere l’anidride carbonica in circa un miliardo di anni.
Senza il gas, la fotosintesi si fermerebbe e i livelli di ossigeno scenderebbero a quantità che non si vedono da molto tempo.
