Beste Antwort
Silems Antwort ist sehr gut, ich werde nur ein wenig näher darauf eingehen. Wie Silem sagte, stammt Sauerstoff aus Sternen. Sauerstoff war im sehr frühen Universum nicht vorhanden, bevor sich Sterne bildeten, nur Wasserstoff, Helium und eine kleine Menge Lithium kondensierten aus dem heißen frühen Universum. Sauerstoff kommt von massiven Sternen, die diese drei Komponenten des frühen Universums zu schwereren Elementen wie Sauerstoff verschmolzen haben. Wenn diese massiven Sterne explodieren, zerstreuen sie schwerere Elemente in Gas- und Staubwolken.
Die Staub- und Gaswolken, die unser Sonnensystem bildeten, wurden mit Material früherer massereicher Sterne angereichert, die explodiert waren. Auf diese Weise wurde Sauerstoff Teil der Erde.
Freier Sauerstoff in der Atmosphäre stammt jedoch aus der Photosynthese. Sauerstoff ist ein sehr aktives Element, das er mit anderen Elementen kombinieren möchte. Also der Sauerstoff, der war Teil der Erdbildung war in Form von chemischen Verbindungen wie: Wasser, Kohlendioxid, Silikate, Eisenoxid usw. Es war fast nie in seiner „freien“ nicht kombinierten Form. Die Photosynthese setzt Sauerstoff frei, der kombiniert wird mit Wasserstoff als Wasser, wie Silem in seiner chemischen Gleichung zeigt. Aber in den ersten 2 Milliarden Jahren hatte die frühe Erdatmosphäre praktisch keinen freien Sauerstoff.
Es bedurfte also der Photosynthese durch lebende Organismen, um die freie sauerstoffreiche Atmosphäre zu schaffen, die wir jetzt auf der Erde haben Organismen, die zuerst die Photosynthese verwendeten, werden Cyanobakterien genannt. Sie brauchen keinen Sauerstoff zum Leben, sondern produzieren nur Sauerstoff als Nebenprodukt ihres biologischen Energieerzeugungsprozesses. Bakterien, die keinen Sauerstoff benötigen, werden als anaerobe Bakterien bezeichnet. Vor ungefähr 3 Milliarden Jahren begannen Cyanobakterien, die Erdatmosphäre von Sauerstoffmangel in 21\% Sauerstoff umzuwandeln. Dies wurde als „The Great Oxygenation Event“ (GOE) bezeichnet. Schließlich enthielten andere komplexere Organismen Cyanobakterien Diese symbiotischen Cyanobakterien wurden symbiotisch zu Chloroplasten in Pflanzen. Dies ist der Teil der Pflanze, der tatsächlich die Photosynthese durchführt.
Der Sauerstoff, den die Cyanobakterien produzierten, war für das andere anaerobe Leben, das auf der Erde lebte, toxisch Zu dieser Zeit gab es ein großes Aussterben vieler dieser anderen anaeroben einzelligen Organismen infolge der Einführung von Sauerstoff in die Atmosphäre, obwohl einige dieser frühen anaeroben Bakterien überlebten und heute bei uns sind andere Lebensformen, die den Luftsauerstoff biologisch zur Energieerzeugung nutzen, ein Prozess, der als „aerobe Atmung“ bezeichnet wird. Einer der Organismen, die davon profitiert haben, sind wir: Menschen.
Antwort
Freier Sauerstoff in der Atmosphäre stammt fast ausschließlich aus der Photosynthese.
Sauerstoff ist das dritthäufigste Element im Universum, daher besteht kein Mangel an Element Erde; Das meiste davon ist jedoch in Verbindungen wie Wasser und Mineralien eingeschlossen. Das liegt daran, dass Sauerstoff hochreaktiv ist. Auf einem leblosen Planeten würde man keine hohe Konzentration an freiem Sauerstoff in der Umwelt erwarten.
Als das Leben die Fähigkeit zur Photosynthese entwickelte, begann es, O\_2 als Abfallprodukt zu produzieren. Die Grundgleichung lautet:
6CO\_2 + 6H\_2O → C\_6H\_ {12} O\_6 + 6O\_2
Offensichtlich ist der eigentliche Prozess viel komplizierter, da er viele Enzyme und Zwischenprodukte umfasst, aber das ist es derzeit nicht relevant.
Die ersten Photosynthesizer produzierten freien Sauerstoff schneller, als er mit den anderen Elementen in der Umgebung reagieren konnte; Tatsächlich hat die sogenannte Sauerstoffkatastrophe viele Organismen getötet, deren Stoffwechsel mit einem solchen Sauerstoffüberschuss nicht umgehen konnte. Schließlich war jede freiliegende Oberfläche, die mit Sauerstoff reagieren konnte, ordnungsgemäß oxidiert worden, und der Überschuss begann sich in Luft und Wasser anzusammeln. Und hier kommt das aktuelle O\_2 in der Atmosphäre her.
Randnotiz: Wissenschaftler glauben, sie könnten feststellen, ob ein fremder Planet Leben hat, indem sie nach der spektralen Signatur von freiem Sauerstoff in der Atmosphäre des Planeten suchen. Eine große Menge an freiem Sauerstoff wäre in einer leblosen Welt nicht zu erwarten.