¿De dónde viene el oxígeno atmosférico?

La atmósfera de la Tierra consiste en aproximadamente el 78% de nitrógeno y 21% de oxígeno, con pequeñas cantidades de otros gases. El oxígeno es esencial para toda la vida animal y para muchos otros organismos. Dado que el gas se usa por formas de vida de respiración de oxígeno, y también tiende a reaccionar con muchas rocas y minerales, debe reponerse constantemente. Alrededor del 98% del oxígeno atmosférico proviene de la fotosíntesis, el proceso por el cual las plantas producen azúcares a partir de dióxido de carbono y agua. El resto resulta de la ruptura del agua por radiación ultravioleta.

Photosíntesis

Las plantas y algunas bacterias usan fotosíntesis para fabricar alimentos en forma de azúcares y otras sustancias ricas en energía. El organismo absorbe agua y dióxido de carbono, y la luz solar proporciona energía que alimenta el proceso. El oxígeno es un subproducto muy útil. Hasta donde los científicos pueden ver, los niveles de oxígeno en la tierra se han mantenido bastante estables durante varios cientos de millones de años. Esto indicaEsa producción de oxígeno por fotosíntesis ha sido más o menos equilibrada por su consumo por otros procesos, como la respiración de oxígeno o las formas aeróbicas, de vida y las reacciones químicas.

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Las fuentes de oxígeno atmosférico a través de la fotosíntesis son fitoplancton, como las cianobacterias en el océano y los árboles y otras plantas verdes en la tierra. La cantidad que cada fuente contribuye está bajo debate: algunos científicos sugieren que más de la mitad proviene de los océanos, por ejemplo, mientras que otros ponen el número más cerca de un tercio. Lo que está claro es que los números han fluctuado durante el tiempo geológico, dependiendo del equilibrio de la vida en la tierra. Cuando la atmósfera se desarrolló por primera vez, por ejemplo, las cianobacterias contribuyeron con la mayor parte del oxígeno.

El aumento en los niveles de oxígeno

Se cree que, inicialmente, el oxígeno producido por las cianobacterias se usó reaccionando con hierro en suelos, rocas y el océano,formando compuestos de óxido de hierro y minerales. Los geólogos pueden estimar la cantidad de oxígeno en la atmósfera en la antigüedad al observar los tipos de compuestos de hierro en las rocas. En ausencia de oxígeno, el hierro tiende a combinarse con azufre, formando sulfuros como las piritas. Sin embargo, cuando está presente, estos compuestos se descomponen y el hierro se combina con oxígeno, formando óxidos. Como resultado, las piritas en rocas antiguas indican niveles bajos de oxígeno, mientras que los óxidos indican la presencia de cantidades significativas del gas.

Una vez que la mayor parte del hierro disponible se había combinado con oxígeno, el gas pudo acumularse en la atmósfera. Se cree que hace unos 2.300 millones de años, los niveles habían aumentado de un pequeño rastro a aproximadamente el 1% de la atmósfera. Luego, las cosas parecían equilibrarse durante un largo período a medida que otros organismos evolucionaron para usar oxígeno para proporcionar energía mediante la oxidación del carbono, produciendo dióxido de carbono (CO ₂ ). Lo lograron comiendo material vegetal orgánico rico en carbono, EITsu vida o muerto. Esto creó un equilibrio, con la producción de oxígeno a través de la fotosíntesis coincidente por su consumo por organismos de respiración de oxígeno.

Parece que, debido a este equilibrio, la fotosíntesis por sí sola no puede explicar el aumento inicial del oxígeno. Una explicación es que una materia orgánica muerta quedó enterrada en lodo u otro sedimento y no estaba disponible para organismos aeróbicos. Este asunto no pudo combinarse con el oxígeno atmosférico, por lo que no todo el elemento producido se usó de esta manera, permitiendo que los niveles subieran.

En algún momento más tarde en la historia de la Tierra, los niveles de oxígeno aumentaron dramáticamente en torno a su nivel actual. Algunos científicos creen que esto pudo haber sucedido hace unos 600 millones de años. Alrededor de este tiempo, aparecían muchos organismos relativamente grandes, complejos y multicelulares que habrían requerido niveles de oxígeno mucho más altos. Sin embargo, no está claro qué causó este cambio. Curiosamente, ocurrió cuando la tierra parecía estar surgiendo de un hielo masivo aGE, durante el cual la mayor parte del planeta fue cubierto por hielo.

Una teoría es que la acción de los glaciares, al avanzar y retirarse, molesta en roca rica en fósforo y liberó grandes cantidades de la misma en los océanos. El fósforo es un nutriente esencial para el fitoplancton, por lo que esto puede haber causado una explosión de esta forma de vida. Esto, a su vez, conduciría a una mayor producción de oxígeno, con probablemente muy poca vida terrestre para usarla. Sin embargo, no todos los científicos están de acuerdo con esta teoría, y a partir de 2012, el problema sigue sin resolverse.

amenazas a niveles de oxígeno atmosférico

Un estudio ha demostrado que los niveles de oxígeno disminuyeron constantemente entre 1990 y 2008 en aproximadamente 0.0317% en general. Esto se atribuye principalmente a la quema de combustibles fósiles, que usan oxígeno en la combustión. Sin embargo, la disminución es menor de lo esperado, dada la cantidad de combustibles fósiles quemados durante ese período. Una posibilidad es que el aumento de los niveles de dióxido de carbono, posiblemente combinado con el uso de FeRtilizers ha alentado un crecimiento más rápido de las plantas y más fotosíntesis, compensando en parte la pérdida. Se estima que incluso si todas las reservas de combustibles fósiles del mundo se quemaran, solo tendría un impacto directo muy pequeño en los niveles de oxígeno.

La deforestación es otra preocupación popular. Aunque la destrucción de grandes áreas de la selva tropical tiene muchos otros efectos ambientales graves, se considera poco probable que reduzca significativamente los niveles de oxígeno. Además de los árboles y otras plantas verdes, las selvas tropicales respaldan una amplia gama de vida de respiración de oxígeno. Parece que estos bosques contribuyen muy poco a los niveles de oxígeno atmosférico en general, ya que consumen casi tanto oxígeno como producen.

Una amenaza más grave puede ser el impacto de las actividades humanas en el fitoplancton, lo que, según algunas fuentes, hace la mayor contribución a los niveles globales de oxígeno. Existe la preocupación de que el aumento del dióxido de carbono en la atmósfera por la quema de combustibles fósiles pueda hacerE Los océanos más cálidos y más ácidos, lo que podría reducir la cantidad de fitoplancton. A partir de 2012, la evidencia no está clara, ya que diferentes tipos de fitoplancton se ven afectados de manera diferente. Algunos pueden disminuir en los números, mientras que otros pueden crecer y fotosintetizar más rápido.