D'où vient l'oxygène atmosphérique?

L'atmosphère terrestre se compose d'environ 78% d'azote et de 21% d'oxygène, avec des traces d'autres gaz. L'oxygène est essentiel à toute la vie animale et à de nombreux autres organismes. Étant donné que le gaz est utilisé par des formes de vie de respiration de l'oxygène et a également tendance à réagir avec de nombreuses roches et minéraux, il doit être constamment reconstitué. Environ 98% de l'oxygène atmosphérique provient de la photosynthèse, le processus par lequel les plantes produisent des sucres à partir de dioxyde de carbone et d'eau. Le reste résulte de la rupture de l'eau par le rayonnement ultraviolet.

Photosynthèse

Les plantes et certaines bactéries utilisent la photosynthèse pour fabriquer des aliments sous forme de sucres et autres substances riches en énergie. L'eau et le dioxyde de carbone sont absorbés par l'organisme, et la lumière du soleil fournit une énergie qui alimente le processus. L'oxygène se trouve être un sous-produit très utile. En ce qui concerne les scientifiques, les niveaux d'oxygène sur la terre sont restés assez stables pendant plusieurs centaines d'années. Cela indiqueCette production d'oxygène par photosynthèse a été plus ou moins équilibrée par sa consommation par d'autres processus, tels que la respiration de l'oxygène, ou les formes de vie aérobie et les réactions chimiques.

Les sources d'oxygène atmosphérique par la photosynthèse sont le phytoplancton, comme les cyanobactéries dans l'océan, et les arbres et autres plantes vertes sur terre. Le montant que chaque source contribue est en débat: certains scientifiques suggèrent que plus de la moitié provient des océans, par exemple, tandis que d'autres mettent le nombre à un tiers plus proche. Ce qui est clair, c'est que les chiffres ont fluctué sur le temps géologique, selon l'équilibre de la vie sur Terre. Lorsque l'atmosphère s'est développée pour la première fois, par exemple, les cyanobactéries ont contribué la majeure partie de l'oxygène.

l'augmentation des niveaux d'oxygène

On pense que, initialement, l'oxygène produit par les cyanobactéries a été utilisé en réagissant avec le fer dans les sols, les roches et l'océan,formant des composés et des minéraux d'oxyde de fer. Les géologues peuvent estimer la quantité d'oxygène dans l'atmosphère dans les temps anciens en regardant les types de composés de fer dans les roches. En l'absence d'oxygène, le fer a tendance à se combiner avec du soufre, formant des sulfures tels que les pyrites. Lorsqu'il est présent, cependant, ces composés se décomposent et le fer se combine avec l'oxygène, formant des oxydes. En conséquence, les pyrites dans les roches anciennes indiquent de faibles niveaux d'oxygène, tandis que les oxydes indiquent la présence de quantités significatives de gaz.

Une fois que la plupart du fer disponible s'était combiné avec de l'oxygène, le gaz a pu s'accumuler dans l'atmosphère. On pense que d'il y a environ 2,3 milliards d'années, les niveaux étaient passés d'une minuscule trace à environ 1% de l'atmosphère. Les choses semblaient alors s'équilibrer pendant une longue période à mesure que d'autres organismes ont évolué pour utiliser l'oxygène pour fournir de l'énergie par l'oxydation du carbone, produisant du dioxyde de carbone (CO 2 ). Ils l'ont atteint en mangeant du matériel végétal biologique riche en carbone, EITsa vie ou morte. Cela a créé un équilibre, avec la production d'oxygène par la photosynthèse correspondant à sa consommation par les organismes respiratoires de l'oxygène.

Il semble que, en raison de cet équilibre, la photosynthèse à elle seule ne peut expliquer l'augmentation initiale de l'oxygène. Une explication est que certaines matières organiques mortes ont été enterrées dans la boue ou d'autres sédiments et n'étaient pas disponibles pour les organismes aérobies. Cette question n'a pas pu se combiner avec l'oxygène atmosphérique, donc tout l'élément produit n'a pas été utilisé de cette manière, permettant aux niveaux d'augmenter.

À un moment donné plus tard dans l'histoire de la Terre, les niveaux d'oxygène ont augmenté de façon spectaculaire vers leur niveau actuel. Certains scientifiques pensent que cela peut se produire il y a environ 600 millions d'années. À cette époque, de nombreux organismes multicellulaires complexes relativement grands sont apparus qui auraient nécessité des niveaux d'oxygène beaucoup plus élevés. Cependant, il n'est pas clair ce qui a causé ce changement. Fait intéressant, cela s'est produit car la terre semblait émerger d'une glace massivege, pendant lequel la majeure partie de la planète était couverte de glace.

Une théorie est que l'action des glaciers, lors de l'avancement et du retrait, recrute des roches riches en phosphore et en a libéré d'énormes quantités dans les océans. Le phosphore est un nutriment essentiel pour le phytoplancton, donc cela peut avoir provoqué une explosion de cette forme de vie. Cela entraînerait, à son tour, une production accrue d'oxygène, avec probablement très peu de vie terrestre pour l'utiliser. Cependant, tous les scientifiques ne sont pas d'accord avec cette théorie et en 2012, la question reste non résolue.

menace les niveaux d'oxygène atmosphérique

Une étude a montré que les niveaux d'oxygène diminuaient régulièrement entre 1990 et 2008 d'environ 0,0317% dans l'ensemble. Ceci est principalement attribué à la combustion de combustibles fossiles, qui utilisent l'oxygène dans la combustion. La baisse, cependant, est inférieure à ce que prévu, étant donné la quantité de combustibles fossiles brûlés au cours de cette période. Une possibilité est qu'une augmentation des niveaux de dioxyde de carbone, peut-être combinés avec l'utilisation de FeRtilizers, a encouragé la croissance plus rapide des plantes et plus de photosynthèse, compensant en partie la perte. On estime que même si toutes les réserves de combustibles fossiles du monde devaient être brûlées, elle n'aurait qu'un très faible impact direct sur les niveaux d'oxygène.

La déforestation est une autre préoccupation populaire. Bien que la destruction de grandes zones de forêt tropicale ait de nombreux autres effets environnementaux graves, il est considéré comme peu susceptible de réduire considérablement les niveaux d'oxygène. En plus des arbres et d'autres plantes vertes, les forêts tropicales soutiennent toute une gamme de vie de respiration de l'oxygène. Il semble que ces forêts contribuent très peu aux niveaux d'oxygène atmosphérique dans l'ensemble, car ils consomment presque autant d'oxygène qu'ils produisent.

Une menace plus grave peut être l'impact des activités humaines sur le phytoplancton, qui, selon certaines sources, apporte la plus grande contribution aux niveaux mondiaux d'oxygène. On craint que l'augmentation du dioxyde de carbone dans l'atmosphère de la combustion de combustibles fossiles puisse fairee Les océans se réchauffent et plus acides, ce qui pourrait réduire la quantité de phytoplancton. En 2012, les preuves ne sont pas claires, car différents types de phytoplancton sont affectés différemment. Certains peuvent diminuer en nombre, tandis que d'autres peuvent croître et photosynthétiser plus rapidement.