¿De dónde proviene el oxígeno de la Tierra?
Hoy en día, aproximadamente el 21% de la atmósfera terrestre está compuesta de oxígeno.
Pero la atmósfera de nuestro planeta ha tardado en desarrollarse hasta su actual estado respirable. La primera mezcla de gases la formación de una gruesa capa alrededor de nuestro planeta que se enfriaba hace unos 4600 millones de años no era muy diferente del tipo de sustancia emitida por los volcanes, como el metano, el sulfuro de hidrógeno y el dióxido de carbono.
Esos fueron tiempos difíciles – no solo las entrañas de la Tierra se llenaron de material volátil, sino que un bombardeo regular de rocas frías del sistema solar interior proporcionó un suministro constante de material fresco. Las colisiones más grandes ocasionalmente calentaron la superficie, eliminando la humedad acumulada y asegurando que la atmósfera siguiera siendo un desastre.
Sin embargo, este flujo constante de minerales que caen del cielo también proporciona mucho nitrógeno en forma de amoníaco.
¿Cuándo apareció el oxígeno en la atmósfera terrestre?
Todavía hay mucho que no sabemos sobre los detalles. Por ejemplo, no estamos completamente seguros de cuánto nitrógeno proporcionaron estas primeras lluvias minerales a nuestro planeta. Pero hace unos 4.300 millones de años, las condiciones infernales de la Tierra finalmente comenzaron a enfriarse y la avalancha de rocas espaciales disminuyó.
Las masas de agua se acumularon el tiempo suficiente para que tuvieran lugar varias reacciones geoquímicas, y posiblemente precursoras de la bioquímica, dejando al planeta con una atmósfera espesa compuesta principalmente de dióxido de carbono y nitrógeno.
Es posible que haya «soplos» ocasionales de oxígeno debido a la actividad volcánica aquí y allá. Pero no tardó mucho en reaccionar, dejando al planeta en gran parte sin oxígeno durante sus primeros mil millones de años más o menos.
¿Cuál fue el gran evento de oxidación?
Los primeros intentos de biología de la Tierra habrían implicado tomar la energía que mantiene unida una colección de moléculas y reutilizarla para construir materiales orgánicos. À un moment donné au début du jeu, peut-être dans les centaines de millions d’années suivant la formation de la Terre, un mécanisme permettant d’extraire l’énergie fournie par la lumière du soleil de certains produits chimiques a été découvert par casualidad.
Aunque técnicamente es fotosíntesis, no era del tipo que dejaba escapar el exceso de oxígeno.
Esta variedad «oxigénica» de fotosíntesis, al parecer, puede haberse originado hace 3 mil millones de años, o incluso antes. La maquinaria biológica, llamada fotosistema II, dio un impulso a los primeros microbios, permitiéndoles recombinar dióxido de carbono y agua para formar los componentes básicos que necesitaban, junto con una generosa carga de energía.
A pesar de cientos de millones de años de bocanadas de oxígeno burbujeando en los océanos del planeta, ha habido pocos cambios en la atmósfera. Una posible explicación de esta alarmante falta de oxígeno es la continua llovizna de meteoritos que se deslizan por el cielo, dejando gases volátiles que reaccionan fácilmente con los más pequeños rastros de oxígeno molecular.
Cualquiera que sea la razón de esta lenta acumulación, hace alrededor de 2.400 millones de años, el goteo de oxígeno gaseoso finalmente se acumuló a niveles significativos, lo que llevó a lo que se conoce como el Gran Evento de Oxígeno.
¿Era bueno el oxígeno para la vida en la Tierra?
Qué tipo de impacto tuvo el repentino exceso de oxígeno gaseoso en la biosfera de la Tierra es sorprendentemente difícil de decir.
En teoría, el oxígeno es un elemento bastante reactivo. Incluso hoy en día, tenemos enzimas especializadas para hacer frente al daño que el oxígeno inofensivo puede causar a nuestras moléculas orgánicas más delicadas, como el ADN. Por lo tanto, es fácil imaginar que sin adaptaciones para hacer frente al oxígeno, los primeros organismos morirían en gran número.
Es completamente posible que la mortalidad catastrófica efectivamente ocurriera. Los estudios de isótopos encerrados en minerales de 2 mil millones de años sugieren que las concentraciones de oxígeno cayeron en picado cuando el carbono quedó encerrado en los cuerpos diminutos de innumerables microbios enfermos. Sin embargo, interpretar este registro antiguo no es exactamente sencillo; otros estudios desafían las suposiciones, lo que sugiere que la caída de oxígeno podría no deberse a una gran pérdida de vidas.
Hace unos 600 millones de años, las concentraciones de oxígeno molecular en nuestra atmósfera finalmente alcanzaron alrededor del 21%.
Este período de la historia coincide con el surgimiento de la complejidad de los seres vivos. Es difícil decir qué papel desempeñó el oxígeno, a diferencia de un rocío masivo de nutrientes liberados por una capa global de glaciares que raspan la superficie.
Por un lado, el oxígeno es hoy un medio indispensable para liberar una gran cantidad de energía de los hidrocarburos. ¡El combustible perfecto para el organismo multicelular moderno en movimiento!
Del otro, el comando preciso la oxigenación y los primeros organismos complejos es discutible, lo que complica un poco la relación.
¿Perderá algún día la Tierra su oxígeno?
Mientras el Sol brille, las plantas florezcan y la fotosíntesis se desarrolle, parece que nuestro planeta siempre tendrá una cantidad bastante decente de oxígeno en su atmósfera. Pero este equilibrio no es permanente.
En alrededor de mil millones de años, la radiación solar será lo suficientemente fuerte como para desgarrar el dióxido de carbono. Sin el gas, la fotosíntesis se detendría y el oxígeno caería a niveles no vistos desde aquellos primeros días hace miles de millones de años.
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