Det er vanskelig å holde oksygen molekyler rundt, til tross for at det er den tredje mest vanlige element i universet, smidd i superhot, superdense kjernen av stjerner. Det er fordi oksygen ønsker å reagere; den kan danne forbindelser med nesten alle andre element på den periodiske tabellen. Så hvordan gjorde Jorden ende opp med en atmosfære som består av omtrent 21 prosent av ting?
svaret er små organismer som er kjent som cyanobacteria, eller blå-grønne alger., Disse mikrobene utføre fotosyntese: ved hjelp av sollys, vann og karbondioksid til å produsere karbohydrater og, ja, oksygen. Faktisk, alle plantene på Jorden innlemme symbiotiske cyanobacteria (kjent som chloroplasts) for å gjøre fotosyntesen for dem ned til denne dag.
For noen utallige tidsaldere før utviklingen av disse cyanobacteria, under Archean eon, mer primitive mikrober bodde ekte gammeldagse måten: anaerobically. Disse gamle organismer og deres «extremophile» etterkommere i dag—blomstret i fravær av oksygen, avhengig av sulfat for sine energibehov.
Men omtrent 2.,45 milliarder år siden, isotopic forholdet mellom svovel forvandlet, noe som indikerer at for første gang oksygen var blitt en betydelig del av Jordens atmosfære, i henhold til en 2000 papir i Naturfag. På omtrent samme tid (og for evigheter etterpå), oksidert jern begynte å dukke opp i gammel jord og band av jern ble avsatt på havbunnen, et produkt av reaksjoner med oksygen i sjøvann.
«Hva det ser ut som at oksygen ble først produsert et sted rundt 2,7 milliarder kroner til 2,8 mrd år siden. Det tok opphold i atmosfæren rundt 2.,45 milliarder år siden, sier geochemist Dick Holland, visiting scholar ved University of Pennsylvania. «Det ser ut som om det er en betydelig tidsintervallet mellom forekomsten av oksygen produksjon av organismer og den faktiske oksygenering av atmosfæren.»
Så en dato og en av årsakene kan være fastsatt for hva forskere refererer til som den Store Oksidasjon Hendelse, men mysterier forbli. Hva skjedde 2.45 milliarder år siden som gjorde cyanobacteria til å ta over? Hva var oksygen nivåer på den tiden?, Hvorfor tok det en annen milliarder år—kalt «kjedelig milliarder» av forskere—for oksygen nivåer til å stige høyt nok til at utviklingen av dyr?
viktigst, hvordan gjorde mengden av atmosfærisk oksygen nå sin nåværende nivå? «Det er ikke så lett hvorfor det bør balanse på 21 prosent i stedet for 10 eller 40 prosent,» notater geoscientist James Kasting av Pennsylvania State University. «Vi trenger ikke å forstå det moderne oksygen kontroll system som godt.»
Klima, vulkanisme, platetektonikk alle spilte en viktig rolle i regulering av oksygen nivå i løpet av ulike tidsperioder., Men ingen har kommet opp med en rock-solid test for å fastslå den nøyaktige innhold av oksygen i atmosfæren til enhver tid fra den geologiske spille inn. Men en ting er klart—opprinnelsen av oksygen i Jordens atmosfære stammer fra én ting: livet.