Τα πρώτα ίχνη οξυγόνου στη Γη

Η Γη είναι ο μοναδικός γνωστός πλανήτης με οξυγόνο. Δεν ήταν όμως πάντα έτσι. Επιστήμονες προσπαθούν να γυρίσουν πίσω περίπου 3 δισεκατομμύρια χρόνια για να κατανοήσουν πώς δημιουργήθηκε στη Γη το οξυγόνο και ποιοι παράγοντες ήταν εκείνοι που επηρέαζαν κατά καιρούς την ποσότητά του.

Για να καταλάβουν οι γεωχημικοί πώς ήταν η ατμόσφαιρα της Γης πριν από εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια εξετάζουν τα χημικά αποτυπώματα που υπάρχουν σε πετρώματα. Ορισμένα πετρώματα περιέχουν μόρια τα οποία δημιουργήθηκαν αποκλειστικά χάρη στην ύπαρξη οξυγόνου. Οσο μεγαλύτερη ποσότητα από αυτά τα μόρια εντοπίζουν οι ειδικοί στα πετρώματα τόσο περισσότερο οξυγόνο εικάζουν ότι έπρεπε να περιείχε τότε η ατμόσφαιρα. Οταν μελετούν τα αρχαιότερα πετρώματα στη Γη δεν εντοπίζουν ίχνη οξυγόνου στην ατμόσφαιρα. Αντιθέτως, διαπιστώνουν από τη μελέτη τους ότι ο αέρας στην αρχέγονη Γη αποτελείτο από διοξείδιο του άνθρακα, μεθάνιο και άνθρακα.

Από αυτά τα τρία στοιχεία οι ακτίνες του ήλιου, όπως προκύπτει από νεότερες έρευνες, δημιούργησαν οξυγόνο, το οποίο όμως εξαφανίστηκε αμέσως μόλις δημιουργήθηκε. Αυτό συνέβη επειδή το οξυγόνο είναι ένα απίστευτα φιλικό στοιχείο καθώς σχηματίζει ενώσεις με έναν ευρύ αριθμό μορίων. Προσκολλάται στον σίδηρο που περιέχουν τα πετρώματα και δημιουργεί σκουριά. Συνενώνεται με το υδρογόνο που εκλύεται από τα ηφαίστεια για να δημιουργήσει υπεροξείδιο του υδρογόνου και άλλα συστατικά.Εξαιτίας αυτής της συμπεριφοράς, η Γη κατά την νεανική της ηλικία ήταν αποστειρωμένη από οξυγόνο. Αυτή η κατάσταση άλλαξε περίπου πριν από τρία δισεκατομμύρια χρόνια. Σύμφωνα με έρευνα που διενήργησε με συνεργάτες του ο Ντόναλντ Κάνφιλντ, γεωχημικός στο Πανεπιστήμιο της Νότιας Δανίας, η οποία δημοσιεύθηκε στο «Nature», τα πρώτα ίχνη οξυγόνου στη Γη εντοπίστηκαν σε πετρώματα από εκείνη την εποχή. Μάλιστα κατά την εκτίμησή του, όπως αναφέρουν οι «Νιου Γιορκ Τάιμς», η Γη είχε τότε το 0,03% της περιεκτικότητας σε οξυγόνο σε σχέση με σήμερα. Η ποσότητα ακούγεται αμελητέα, όμως αποδεικνύει μία σημαντική αλλαγή στη χημεία του πλανήτη μας.

Ο ήλιος από μόνος του δεν θα μπορούσε να γεμίσει τον πλανήτη με οξυγόνο. Μόνο η εμφάνιση ζωής θα μπορούσε να το κάνει. Πριν από τρία δισεκατομμύρια χρόνια ορισμένα μικρόβια εξέλιξαν την ικανότητα να φωτοσυνθέτουν. Επιπλέοντας στην επιφάνεια του ωκεανού, αξιοποιούσαν την ενέργεια της ηλιακής ακτινοβολίας για να πολλαπλασιάζονται με νερό και διοξείδιο του άνθρακα. Απέβαλλαν έτσι οξυγόνο.

Το μεγαλύτερο μέρος του οξυγόνου που δημιουργούσαν τα βακτήρια χανόταν στην ατμόσφαιρα, η οποία λειτουργούσε σαν απορροφητήρας. Αντιδρούσε, για παράδειγμα, με υδρογόνο από τα ηφαίστεια ή όταν πέθαιναν τα μικρόβια, με τα μόρια του άνθρακά τους. Πάντοτε δηλαδή υπήρχε ένας λόγος για να χαθεί από την ατμόσφαιρα το οξυγόνο. Ωστόσο, κάποιες μικροποσότητες οξυγόνου παρέμεναν στην ατμόσφαιρα επειδή η νεκρή οργανική ύλη που σχημάτιζαν τα μικρόβια βυθιζόταν στον πυθμένα του ωκεανού και το οξυγόνο δεν μπορούσε να φθάσει μέχρι εκεί για να αντιδράσει με αυτήν.