Es ist schwer, Sauerstoffmoleküle in der Nähe zu halten, obwohl es das dritthäufigste Element im Universum ist, das im superheißen, superdensen Kern von Sternen geschmiedet ist. Das liegt daran, dass Sauerstoff reagieren will; Es kann Verbindungen mit fast jedem anderen Element im Periodensystem bilden. Wie endete die Erde mit einer Atmosphäre, die aus ungefähr 21 Prozent des Materials bestand?
Die Antwort sind winzige Organismen, die als Cyanobakterien oder Blaualgen bekannt sind., Diese Mikroben führen Photosynthese durch: Mit Sonnenschein, Wasser und Kohlendioxid produzieren sie Kohlenhydrate und ja Sauerstoff. Tatsächlich enthalten alle Pflanzen auf der Erde symbiotische Cyanobakterien (bekannt als Chloroplasten), um ihre Photosynthese für sie bis heute durchzuführen.
Für einige ungezählte Äonen vor der Entwicklung dieser Cyanobakterien, während der Archean eon, primitivere Mikroben lebten die echte altmodische Art und Weise: anaerob. Diese alten Organismen—und ihre“ extremophilen “ Nachkommen heute-gedeihen in Abwesenheit von Sauerstoff und verlassen sich auf Sulfat für ihren Energiebedarf.
Aber ungefähr 2.,Vor 45 Milliarden Jahren transformierte sich das Isotopenverhältnis von Schwefel, was darauf hindeutet, dass Sauerstoff zum ersten Mal zu einem bedeutenden Bestandteil der Erdatmosphäre wurde, so ein 2000-Papier in Science. Ungefähr zur gleichen Zeit (und für Äonen danach) trat oxidiertes Eisen in alten Böden auf, und auf dem Meeresboden lagerten sich Eisenbänder ab, ein Produkt von Reaktionen mit Sauerstoff im Meerwasser.
“ Wie es aussieht, wurde Sauerstoff vor etwa 2,7 Milliarden bis 2,8 Milliarden Jahren zum ersten Mal produziert. Es nahm seinen Wohnsitz in Atmosphäre um 2.,vor 45 Milliarden Jahren“, sagt Geochemiker Dick Holland, ein Gastwissenschaftler an der University of Pennsylvania. „Es sieht so aus, als gäbe es ein signifikantes Zeitintervall zwischen dem Auftreten sauerstoffproduzierender Organismen und der tatsächlichen Sauerstoffversorgung der Atmosphäre.“
So kann ein Datum und ein Täter für das, was Wissenschaftler als das Große Oxidationsereignis bezeichnen, festgelegt werden, aber Rätsel bleiben. Was geschah vor 2,45 Milliarden Jahren, als Cyanobakterien die Macht übernahmen? Was waren die Sauerstoffwerte zu dieser Zeit?, Warum dauerte es weitere eine Milliarde Jahre—von Wissenschaftlern als „langweilige Milliarde“ bezeichnet -, bis der Sauerstoffgehalt hoch genug war, um die Evolution von Tieren zu ermöglichen?
Am wichtigsten ist, wie hat die Menge an Luftsauerstoff sein heutiges Niveau erreicht? „Es ist nicht so einfach, warum es bei 21 statt bei 10 oder 40 Prozent balancieren sollte“, bemerkt der Geowissenschaftler James Kasting von der Pennsylvania State University. „Wir verstehen das moderne Sauerstoffkontrollsystem nicht so gut.“
Klima, Vulkanismus, Plattentektonik spielten alle eine Schlüsselrolle bei der Regulierung des Sauerstoffgehalts während verschiedener Zeiträume., Noch hat niemand einen festen Test entwickelt, um den genauen Sauerstoffgehalt der Atmosphäre zu einem bestimmten Zeitpunkt aus der geologischen Aufzeichnung zu bestimmen. Aber eines ist klar—die Ursprünge von Sauerstoff in der Erdatmosphäre ergeben sich aus einer Sache: dem Leben.