4 juli 2022 - 4 min. lezen
0 reacties 0

Vandaag lijkt zuurstof vanzelfsprekend. Maar er was ooit een tijd dat er geen zuurstof in de atmosfeer zat. En zuurstof kwam er niet zomaar, deze werd door het leven uitgestoten als een nevenproduct van de stofwisseling. We bekijken even waar de oorsprong van zuurstof ligt en hoe dat het verdere verloop van het leven op aarde heeft beïnvloed.

De lucht en heel ons leefmilieu is doordrongen van zuurstof. We ademen het in zonder dat we erbij nadenken, ons lichaam doet de rest. We gebruiken zuurstof als brandstof om energie op te wekken. De atmosfeer die rond de aarde hangt is een mengsel van gassen. Ze bestaat voor 21% uit zuurstof. De rest is voor drie kwart stikstofgas, en kleinere hoeveelheden argongas, waterdamp en koolstofdioxide.

Maar dat was niet altijd zo. De samenstelling van de atmosfeer schommelt door de tijd heen, over zeer grote tijdspannes weliswaar. Zo was er een tijd dat er totaal geen zuurstof was en dat de atmosfeer een totaal andere samenstelling had. Daarvoor moeten we 2,5 miljard jaar terug in de tijd. Dat is ongeveer de helft van de tijd die verstreken is sinds het ontstaan van de Aarde.

De zuurstofrevolutie

2,5 miljard jaar geleden was er een transitie van een zuurstofarme naar een “zuurstof-accumulerende” atmosfeer, en moesten de levende wezens zich aanpassen aan het toenemende gehalte zuurstof. Deze overgang noemt men het Great Oxygenation Event (soms ook de Zuurstofcrisis). Dit bracht veel veranderingen op gang, die ook af te lezen zijn in de gesteenten – tevens het enige “bewijs” voor gebeurtenissen in het verleden. Daarom hebben geologen hier de overgang geplaatst van het Archeïcum naar het Proterozoïcum, twee enorm lange eons (tijdperken). Er was toen al leven, maar alleen in de zee. Dat leven was eencellig, en bestond uit bacteriën en oerbacteriën.

Slimme bacteriën

Maar hoe klein deze organismen ook waren, ze waren met gigantisch veel en vermenigvuldigden zich razendsnel. Daarom konden ze hun stempel drukken op het systeem aarde. Zoals elk wezen, hebben ook bacteriën honger. Ze moeten ergens hun energie vandaan halen. Daar zijn zij veel vindingrijker in dan de dieren en de mensen. Terwijl wij aan zuurstof gebonden zijn, gebruiken bacteriën vele andere chemische, niet-levende elementen om hun levensmotor draaiende te houden.

Maar een van die systemen begon de bovenhand te krijgen. Er was veel licht, en veel koolstofdioxide. En sommige bacteriën, de blauwwieren, begonnen dat licht te oogsten en koolstofdioxide (CO2) uit de lucht te trekken. Als nevenproduct stootten ze zuurstof (O2) uit. Zo ontstond de fotosynthese, een cruciaal stofwisselingsproces dat vandaag nog steeds op grote schaal door bacteriën wordt uitgevoerd, maar ook door alle groene planten.

Rode Aarde

Rond 2,4 miljard jaar geleden was dat proces op grote schaal bezig. Er was nog veel minder zuurstof dan nu, maar toch al genoeg om oxidatie te veroorzaken op het landoppervlak, dat toen nog kaal was. IJzer bijvoorbeeld, zette zich om tot ijzeroxide, roest. Het landoppervlak begon een rode kleur te krijgen. Robert Hazen, een Amerikaanse mineraloog, verwijst in zijn boek The Story of Earth, naar de Rode Aarde voor deze etappe in de geschiedenis van de planeet.

Ozonlaag

Door de toenemende zuurstofconcentratie, gebeurden er hoog in de dampkring chemische reacties. Zuurstof, dat gewoonlijk in groepjes van twee voorkomt (O2) begon zich in groepjes van drie te binden (O3). Dit tri-zuurstof kennen we ook als ozon.

Ozon schermt de planeet af van schadelijke ultraviolette straling. Deze beschermende laag zou het leven, veel later, de kans hebben gegeven de zee te verlaten en het land te koloniseren.  

Bron artikel: K. Bonne, 2020, GondwanaTalks.

Kathelijne Bonne

Door Kathelijne Bonne

Als aardwetenschapper ben ik geboeid door hoe atmosfeer, bodem, oceaan en leven continu met elkaar in wisselwerking zijn en hoe die evenwichten door de geologische tijd heen veranderen. Daarover schrijf ik op mijn blog GondwanaTalks en nu ook voor NoodweerBenelux.


Verder lezen

Alles bekijken
192

Sneeuwkansen maandag 5 december 2022

2 dagen geleden - 3 min. lezen
989

Winterse signalen deel 1: koele start december

4 dagen geleden - 5 min. lezen

Kans op sneeuw in de Ardennen neemt toe

5 dagen geleden - 2 min. lezen