Как се е появил свободният кислород в атмосферата (а в резултат и животът)?

В древните океани, както и в ранната атмосфера на Земята не е имало свободен кислород, макар фотосинтезиращите цианобактерии да са го произвеждали като страничен продукт. Свободният кислород не е комбиниран с други елементи, като азот и въглерод. Аеробните организми, сред тях и човек се нуждаят от него за да съществуват.

Преди около три милиарда години, малки обеми от свободен кислород започват да се появяват в океаните, а след това, преди  около 2.4 милиарда години, кислородът в атмосферата започва да се увеличава. За един период от около 200 милиона години, обемът на свободния кислород в атмосферата се увеличава 10 000 пъти. Това е периодът на „великата оксидация“, който трансформира напълно химическите реакции ставащи на повърхността на Земята.

Геологът от университета в Британска Колумбия, Матюс Смит и неговият колега от университета в Берн Клаус Мезгер, стъпват на тезата, че „голямата оксидация“ променя състава на континентите и започват да събират магнитни скали и шисти от цял свят. Проучили са повече от 48 000 скални парчета на възраст милиарди години.

„Смайващи промени настъпват в състава на континентите по времето в което кислородът започва да се натрупва в океаните“, казва Смит при представянето на техните изследвания.

Скалите в днешна Исландия и на Фарьорските острови могат да дадат представа какъв е бил съставът на континентите преди оксидацията – скали богати на магнезий и с много малко съдържание на силиций. Обаче скалите от миналото съдържали и минерала оливин, който при контакт с вода, предизвиква химически реакции блокиращи кислорода. Вероятно това се е случило с освобождавания от цианобактериите кислород. С промените на земната кора, като тя е придобивала все повече днешния си вид, оливинът изчезвал и химическите реакции предизвиквани от него спирали, което позволило кислородът да се освободи и натрупа, а когато океаните се наситили с кислород, той се пренесъл и в атмосферата.

„Изглежда, че това е била стартовата точка за появата на живота, какъвто го познаваме. След тези промени Земята става гостоприемна за живот и подходяща за еволюция на по-сложните форми на живот“, казва Смит.

Макар причините за промените в състава на континентите да са все още неизяснени, учените отбелязват, че тектоничното движение на земните плочи започва по същото време и много вероятно има връзка между двете неща. Като разкриват как най-нужният елемент за съществуването на живот, кислородът, става в изобилие,  учените може да са разрешили голямото неизвестно за възникването на живот на Земята.