Najlepsza odpowiedź
Odpowiedź Silema jest bardzo dobra, tylko trochę wyjaśnię. Jak powiedział Silem, tlen pochodzi z gwiazd. Tlen nie był obecny we wszechświecie bardzo wcześnie, zanim powstały gwiazdy, tylko wodór, hel i niewielka ilość litu skroplona z gorącego wczesnego Wszechświata. Tlen pochodzi z masywnych gwiazd, które połączyły te trzy składniki wczesnego Wszechświata w cięższe pierwiastki, takie jak tlen. Kiedy te masywne gwiazdy eksplodują, rozpraszają cięższe pierwiastki w chmurach gazu i pyłu.
Obłoki pyłu i gazu, które uformowały nasz Układ Słoneczny, zostały wzbogacone materiałem z wcześniejszych masywnych gwiazd, które eksplodowały. W ten sposób tlen stał się częścią Ziemi.
Jednak wolny tlen w atmosferze pochodzi z fotosyntezy. Tlen jest bardzo aktywnym pierwiastkiem, chce łączyć się z innymi pierwiastkami. Zatem tlen, który był częścią formacji ziemskiej w postaci związków chemicznych, takich jak: woda, dwutlenek węgla, krzemiany, tlenek żelaza, itp. prawie nigdy nie występował w swojej „wolnej”, niezwiązanej postaci. Fotosynteza uwalnia tlen, który jest połączony z wodorem jako wodą, jak pokazuje Silem w swoim równaniu chemicznym. Ale przez pierwsze 2 miliardy lat wczesna atmosfera ziemska praktycznie nie zawierała wolnego tlenu.
Tak więc żywe organizmy potrzebowały fotosyntezy, aby stworzyć atmosferę bogatą w wolny tlen, którą mamy teraz na Ziemi. organizmy, które jako pierwsze zastosowały fotosyntezę, nazywane są cyjanobakteriami. Nie potrzebują tlenu do życia, po prostu wytwarzają tlen jako produkt uboczny procesu wytwarzania energii biologicznej. Bakterie, które nie potrzebują tlenu, nazywane są bakteriami beztlenowymi. Zaczynając od około 3 miliardów lat temu cyjanobakterie zaczęły przekształcać ziemską atmosferę z pozbawionej tlenu do posiadającej 21\% tlenu, który mamy dzisiaj. Nazywało się to: „Wielkim wydarzeniem natlenienia” (GOE). Ostatecznie inne, bardziej złożone organizmy włączyły cyjanobakterie symbiotycznie w siebie te symbiotyczne sinice stały się chloroplastami w roślinach, jest to część rośliny, która faktycznie przeprowadza fotosyntezę.
Tlen, który wyprodukowały cyjanobakterie, był toksyczny dla innych organizmów beztlenowych, które żyły na Ziemi w tamtym czasie. Wiele z tych innych beztlenowych organizmów jednokomórkowych wyginęło w ogromnym stopniu w wyniku wprowadzenia tlenu do atmosfery. Chociaż niektóre z tych wczesnych bakterii beztlenowych przetrwały i są z nami dzisiaj. Ale dało początek inne formy życia, które biologicznie wykorzystują tlen atmosferyczny do wytwarzania energii, proces zwany „oddychaniem tlenowym”. Jednym z organizmów, który na tym skorzystał, jesteśmy my: ludzie.
Odpowiedź
Wolny tlen w atmosferze pochodzi prawie wyłącznie z fotosyntezy.
Tlen jest trzecim najbardziej rozpowszechnionym pierwiastkiem we wszechświecie, więc nie brakuje go na Ziemia; jednak większość z nich jest zamknięta w związkach, takich jak woda i minerały. To dlatego, że tlen jest wysoce reaktywny. Na pozbawionej życia planecie nie spodziewalibyśmy się wysokiego stężenia wolnego tlenu w środowisku.
Kiedy życie rozwinęło zdolność do fotosyntezy, zaczęło wytwarzać O\_2 jako produkt odpadowy. Podstawowe równanie to:
6CO\_2 + 6H\_2O → C\_6H\_ {12} O\_6 + 6O\_2
Oczywiście rzeczywisty proces jest znacznie bardziej skomplikowany, ponieważ obejmuje wiele enzymów i produktów pośrednich, ale to w tej chwili nieistotne.
Pierwsze fotosyntezatory wytwarzały wolny tlen szybciej, niż mógłby reagować z innymi pierwiastkami w środowisku; w rzeczywistości tak zwana katastrofa tlenowa zabiła wiele organizmów, których metabolizm nie był w stanie poradzić sobie z takim nadmiarem tlenu. W końcu każda odsłonięta powierzchnia, która była w stanie reagować z tlenem, została odpowiednio utleniona, a nadmiar zaczął gromadzić się w powietrzu i wodzie. I stąd pochodzi obecne O\_2 w atmosferze.
Uwaga dodatkowa: naukowcy uważają, że mogą określić, czy obca planeta ma życie, szukając widmowej sygnatury wolnego tlenu w atmosferze planety. W świecie pozbawionym życia nie oczekuje się dużej ilości wolnego tlenu.