Qual è l'origine dell'aria?
L'origine dell'aria come la conosciamo inizia con la catastrofe dell'ossigeno, nota anche come la grande ossidazione, avvenuta circa 2,7 miliardi di anni fa. Prima di questo, il livello di ossigeno nell'aria era di circa 1/50 di percento. Questo è simile al livello di ossigeno presente nell'atmosfera di Marte, circa 1/5 per cento. Come l'odierna Marte, l'atmosfera della prima Terra era principalmente diossido di carbonio. Oggi l'atmosfera contiene il 20% di ossigeno e solo lo 0,038% di anidride carbonica, rendendo l'aria completamente respirabile per gli organismi dipendenti dall'ossigeno come noi stessi.
Con l'avvento dell'ossitintintesi nei microrganismi, questo biossido di carbonio è stato progressivamente consumato, creando il "prodotto di scarto" dell'ossigeno elementare. La catastrofe dell'ossigeno è chiaramente delimitata nella documentazione geologica dall'introduzione di grandi quantità di ferro ossigenato (ruggine). Queste reliquie sono chiamate formazioni di ferro legato. L'evento si chiama "catastrofe" perché l'ossigeno è tossico per gli organismi anaerobici, che l'evento ha spazzato via in gran numero. C'è stato un ritardo di circa 300 milioni di anni prima dell'evoluzione dei primi organismi produttori di ossigeno e della catastrofe di ossigeno a tutti gli effetti.
Nei miliardi di anni successivi fiorirono gli organismi ossitintesi che producevano sempre più ossigeno elementare. La storia dell'aria, dall'ossigeno praticamente zero al 20% di ossigeno, si estende per oltre due miliardi di anni. Durante il periodo carbonifero, circa 250 milioni di anni fa, quando le piante prosperavano, i livelli di ossigeno erano persino più alti di quanto lo siano oggi. Ciò ha permesso l'esistenza di insetti molto grandi, tra cui una libellula, Meganeura, con un'apertura alare di due piedi. L'aria di oggi sarebbe irrespirabile per Meganeura, a causa della sua relativa mancanza di ossigeno.
La ricerca è in corso per pianeti extraterrestri con aria simile a quella della Terra, senza fortuna finora. Esaminando attentamente lo spettro di un corpo planetario, gli astronomi possono determinare la sua composizione chimica, anche se quel corpo è estremamente distante. Questa è la stessa tecnica utilizzata per determinare la composizione chimica di stelle lontane.