Da dove viene l'ossigeno che respiriamo? Il "veleno mortale" che oggi conferisce la vita

La Terra non è sempre stato il paradiso ospitale e meraviglioso che tutti conosciamo. Una prova può essere ricercata nelle condizioni infernali estreme della Terra primordiale. Oltre all’acqua, un altro degli elementi fondamentali per la vita complessa è l’ossigeno presente nell’atmosfera. Ma, esattamente, da dove viene l’ossigeno che respiriamo?

Questo gas, vitale per la vita sulla Terra, oggi rappresenta il 21% circa del contenuto atmosferico, ma non è sempre stato così abbondante. Tornando a 4,6 miliardi di anni fa, non troveremo il florido pianeta blu che tutti conosciamo, ma un ammasso di turbolenze, la cui “atmosfera” era costituita da una miscela di gas simile a quella eruttata dagli odierni vulcani e quindi satura di metano, acido solforico e anidride carbonica.

Si trattava di un periodo tumultuoso ed estremamente violento, durante il quale la Terra era bersagliata da oggetti cosmici che alimentavano le condizioni estreme del pianeta, riscaldando la superficie terrestre e, di conseguenza, l’atmosfera stessa, che permaneva in uno stato caotico.

Ma, come non tutto quel che è ora luccica, allo stesso tempo non tutti i mali vengono per nuocere. Infatti, il continuo afflusso di materiali cosmici dal sistema solare ha fornito un ampio stoccaggio di gas ed elementi, tra cui azoto ed ammoniaca.

I fenomeni che hanno portato ad una stabilizzazione delle condizioni terrestri non sono del tutto chiari, ma sappiamo che circa 4,3 miliardi di anni orsono la Terra ha cominciato a raffreddarsi e il cataclisma di materiale cosmico si è notevolmente ridimensionato.

In concomitanza a tali eventi favorevoli, i bacini idrici, subendo meno fenomeni di evaporazione, hanno cominciato a raggrupparsi, permettendo l’instaurarsi di reazioni geochimiche, con qualche accenno delle prime reazioni biochimiche. Tali eventi hanno modificato il contenuto dell’atmosfera terrestre, saturandola di anidride carbonica e azoto.

In quest’epoca era possibile assistere a sporadici afflussi di ossigeno, mediante eruzioni vulcaniche e per il goffo tentativo dei primi organismi fotosintetici che popolavano i mari, ma l'emivita del gas era molto breve, a causa della tendenza dell’ossigeno molecolare ad interagire chimicamente. In relazione a tale elemento atmosferico, uno studio ha provato a ipotizzare fino a quando potrebbe durare l’ossigeno sulla Terra.

Solo 2,4 miliardi di anni orsono, grazie al lento e inesorabile perpetrarsi di eventi esogeni e biologici, è stato possibile appurare un significativo accumulo di ossigeno nell’atmosfera, che ha portato al fenomeno noto come “Grande Evento di Ossigenazione”. Ma non si è trattato di una bella notizia per gli organismi anaerobici che popolavano la Terra.

L’impatto di tale evento, noto anche con l’appellativo di “Catastrofe dell’ossigeno”, sulla biosfera è stato distruttivo ed ha portato all’estinzione di massa delle forme di vita anaerobiche. Tali organismi, infatti, a differenza delle forme di vita complesse odierne che hanno sviluppato enzimi specializzati per interagire con l’ossigeno, non erano affatto pronti ad una tale saturazione da parte del gas, mancando degli adattamenti necessari alla sopravvivenza.

Una “vivibile” quantità di ossigeno molecolare, rappresentante circa il 21% dei gas atmosferici, si è instaurata solo 600 milioni di anni fa, epoca della storia terrestre che (guarda caso) coincide con lo sviluppo di esseri viventi complessi.