Beste antwoord
Silems antwoord is erg goed, ik zal het even uitdiepen. Zoals Silem zei, komt zuurstof uit sterren. Zuurstof was niet aanwezig in het zeer vroege universum voordat de sterren werden gevormd, alleen waterstof, helium en een kleine hoeveelheid lithium condenseerden uit het hete vroege universum. Zuurstof is afkomstig van zware sterren die deze drie componenten van het vroege heelal hebben versmolten tot zwaardere elementen zoals zuurstof. Wanneer deze massieve sterren exploderen, verspreiden ze zwaardere elementen in wolken van gas en stof.
De stof- en gaswolken die ons zonnestelsel vormden, werden verrijkt met materiaal van eerdere massieve sterren die waren geëxplodeerd. Zo werd zuurstof onderdeel van de aarde.
Vrije zuurstof in de atmosfeer komt echter voort uit fotosynthese. Zuurstof is een zeer actief element, het wil zich combineren met andere elementen. Dus de zuurstof die maakte deel uit van de formatie van de aarde in de vorm van chemische verbindingen zoals: water, kooldioxide, silicaten, ijzeroxide, enz. het was bijna nooit in zijn ‘vrije’ niet-gecombineerde vorm. Fotosynthese maakt zuurstof vrij die is gecombineerd met waterstof als water, zoals Silem laat zien in zijn chemische vergelijking. Maar gedurende de eerste 2 miljard jaar bevatte de vroege atmosfeer van de aarde vrijwel geen vrije zuurstof.
Er was dus fotosynthese door levende organismen nodig om de vrije zuurstofrijke atmosfeer te creëren die we nu op aarde hebben. Organismen die voor het eerst fotosynthese gebruikten, worden cyanobacteriën genoemd. Ze hebben geen zuurstof nodig om te leven, ze produceren alleen zuurstof als bijproduct van hun biologische energieproductieproces. Bacteriën die geen zuurstof nodig hebben, worden anaërobe bacteriën genoemd. Begonnen ongeveer 3 miljard jaar geleden, begonnen cyanobacteriën de atmosfeer van de aarde om te zetten van zuurstofloos naar de 21\% zuurstof die we nu hebben. Dit werd genoemd: “The Great Oxygenation Event” (GOE). Uiteindelijk namen andere, meer complexe organismen cyanobacteriën op. symbiotisch in zichzelf, werden deze symbiotische cyanobacteriën de chloroplasten in planten, dit is het deel van de plant dat feitelijk fotosynthese uitvoert.
De zuurstof die de cyanobacteriën produceerden, was giftig voor het andere anaërobe leven dat op de aarde in die tijd. Er was een enorme uitsterving van veel van deze andere anaërobe eencellige organismen als gevolg van de introductie van zuurstof in de atmosfeer. hoewel sommige van deze vroege anaërobe bacteriën overleefden en nu bij ons zijn. Maar het gaf aanleiding tot andere levensvormen die de zuurstof uit de lucht biologisch gebruiken om energie te maken, een proces dat “aerobe ademhaling” wordt genoemd. Een van de organismen die hiervan hebben geprofiteerd, zijn wij: mensen.
Antwoord
Vrije zuurstof in de atmosfeer komt bijna uitsluitend voort uit fotosynthese.
Zuurstof is het derde meest voorkomende element in het universum, dus er is geen tekort aan het element op Aarde; het meeste zit echter opgesloten in verbindingen zoals water en mineralen. Dat komt omdat zuurstof zeer reactief is. Op een levenloze planeet zou je geen hoge concentratie vrije zuurstof in de omgeving verwachten.
Toen het leven het vermogen tot fotosynthese ontwikkelde, begon het O\_2 als afvalproduct te produceren. De basisvergelijking is:
6CO\_2 + 6H\_2O → C\_6H\_ {12} O\_6 + 6O\_2
Het echte proces is duidelijk veel gecompliceerder, omdat er veel enzymen en tussenproducten bij betrokken zijn, maar dat is momenteel niet relevant.
De eerste fotosynthesizers produceerden sneller vrije zuurstof dan het zou kunnen reageren met de andere elementen in de omgeving; in feite heeft de zogenaamde zuurstofcatastrofe veel organismen gedood wiens metabolisme niet in staat was om een dergelijk teveel aan zuurstof te verwerken. Uiteindelijk was elk blootgesteld oppervlak dat in staat was om met zuurstof te reageren, naar behoren geoxideerd en begon de overmaat zich op te hopen in de lucht en het water. En daar komt de huidige O\_2 in de atmosfeer vandaan.
Kanttekening: wetenschappers denken dat ze kunnen bepalen of een buitenaardse planeet leven heeft door te zoeken naar de spectrale signatuur van vrije zuurstof in de atmosfeer van de planeet. Een grote hoeveelheid vrije zuurstof zou op een levenloze wereld niet verwacht worden.