Was ist der Ursprung der Luft?
Der Ursprung der Luft, wie wir ihn kennen, beginnt mit der Sauerstoffkatastrophe, auch bekannt als die große Oxidation, die vor ungefähr 2,7 Milliarden Jahren stattfand. Zuvor betrug der Sauerstoffgehalt der Luft etwa 1/50 Prozent. Dies entspricht in etwa einem Fünftel Prozent des Sauerstoffgehalts in der Marsatmosphäre. Wie der heutige Mars bestand die Atmosphäre der frühen Erde hauptsächlich aus Kohlendioxid. Heutzutage enthält die Atmosphäre 20% Sauerstoff und nur 0,038% Kohlendioxid, wodurch die Luft für sauerstoffabhängige Organismen wie uns selbst gründlich atmungsaktiv wird.
Mit dem Aufkommen der Oxyphotosynthese in Mikroorganismen wurde dieses Kohlendioxid zunehmend verbraucht, wodurch das "Abfallprodukt" von elementarem Sauerstoff entstand. Die Sauerstoffkatastrophe ist in der geologischen Aufzeichnung durch die Einführung großer Mengen sauerstoffhaltigen Eisens (Rost) klar abgegrenzt. Diese Relikte werden als gebänderte Eisenformationen bezeichnet. Das Ereignis wird als "Katastrophe" bezeichnet, da Sauerstoff giftig für anaerobe Organismen ist, die durch das Ereignis in großer Zahl vernichtet wurden. Die Entwicklung der ersten sauerstoffproduzierenden Organismen und der vollständigen Sauerstoffkatastrophe dauerte etwa 300 Millionen Jahre.
In den folgenden Milliarden Jahren blühten oxyphotosynthetisierende Organismen auf und produzierten immer mehr elementaren Sauerstoff. Die Geschichte der Luft, von praktisch null Sauerstoff bis zu 20% Sauerstoff, erstreckt sich über mehr als zwei Milliarden Jahre. Während der Karbonperiode vor ungefähr 250 Millionen Jahren, als die Pflanzen gedieh, war der Sauerstoffgehalt noch höher als heute. Dies ermöglichte die Existenz sehr großer Insekten, einschließlich einer Libelle, Meganeura, mit einer Flügelspannweite von zwei Fuß. Die heutige Luft wäre für Meganeura aufgrund ihres relativen Sauerstoffmangels nicht atmungsaktiv.
Die Suche nach außerirdischen Planeten mit erdähnlicher Luft ist noch nicht abgeschlossen. Durch genaue Untersuchung des Spektrums eines Planetenkörpers können Astronomen seine chemische Zusammensetzung bestimmen, selbst wenn dieser Körper extrem weit entfernt ist. Dies ist die gleiche Technik, mit der die chemische Zusammensetzung weit entfernter Sterne bestimmt wird.