¿De dónde el oxígeno molecular en la atmósfera de la Tierra originó?
Hoy en día, el oxígeno es el segundo gas más común en la atmósfera en volumen, con argón un distante tercer lugar. Sin embargo, el oxígeno en la atmósfera de la Tierra primitiva estaba ligada en agua. ¿Qué cambió? A medida que respiran oxígeno, tenemos un interés en la forma en que nuestro planeta se convirtió en habitable para nosotros. La respuesta es sencilla: la invención de la fotosíntesis.
Ambiente temprana
La atmósfera primitiva de la Tierra probablemente se compone de hidrógeno y metano, con un poco de vapor de dióxido de carbono y agua expulsada por los volcanes. Los volcanes también expulsados de amoníaco, que la luz solar se averió en nitrógeno, que durante miles de millones de años acumula a niveles de hoy en día. La más antigua vida probable utiliza el metano para el metabolismo.
¿Cómo sabemos esto
Hay una gran cantidad de evidencia de que los niveles de oxígeno eran bajos Hace más de 2,5 mil millones de años. La evidencia de los registros geológicos incluye, entre otras evidencias, la falta de oxidación del hierro y la ocurrencia de minerales que no forman en ambientes ricos en oxígeno (pirita, uraninita).
La evidencia biológica incluye la observación de que el oxígeno impide el crecimiento de las formas de vida más primitivas existente en la actualidad. Además, las reacciones químicas que producen aminoácidos, los componentes básicos de la vida, son inhibidas por incluso pequeñas cantidades de oxígeno.
Las cianobacterias
Una bacteria fotosíntesis surgió hace no más de 2,7 mil millones de años que el oxígeno expulsado como parte de su metabolismo. Este organismo se llama cianobacterias, y todavía existe hoy en día. (Las bacterias aparecieron hace unos 3,5 millones de años.) Su capacidad fotosintética significa que son capaces de dividir las moléculas de agua para producir oxígeno utilizando la energía del sol. Estos organismos fueron la fuerza motriz en el llenado de la atmósfera con oxígeno.
Los cloroplastos
Hace aproximadamente 1,6 a 1,7 millones de años, algunas cianobacterias fueron absorbidos por eucariotas (células con núcleo) para beneficiarse de su capacidad para aprovechar la energía del sol. Estos son los antepasados de los orgánulos de células vegetales verdes que llamamos cloroplastos. Su origen bacteriano es la razón por la que los cloroplastos tienen su propio código genético.
Las algas son los primeros organismos cree que tienen cloroplastos utilizados. por eso fueron más grandes contribuyentes a la oxigenación de la atmósfera primitiva, así, a pesar de lo que los científicos llaman la Gran Oxidación ya se había producido varios cientos de millones de años antes.
Una paradoja
A pesar de que las cianobacterias surgieron hace 2,7 millones de años, los niveles de oxígeno atmosférico no comenzaron a elevarse hasta hace 2,5 millones de años. ¿Por qué el retraso? Un estudio realizado en 2007 en "Nature" indica que el vulcanismo submarino retira el oxígeno, que actúa como un sumidero. Por hace 2,5 millones de años, sin embargo, surgieron masas continentales, que proporciona la estabilidad necesaria para los volcanes terrestres que aparezcan. Pronto la diferencia-submarino-terrestre de encendido. Las investigaciones anteriores habían encontrado que los volcanes submarinos en erupción a temperaturas más bajas, la producción de gases que eran mucho mejores para encerrar a cualquier oxígeno atmosférico de los volcanes terrestres.