Como se originou o oxigênio na atmosfera?

Ela surgiu em um processo que durou pelo menos 4 bilhões de anos e se formou da mesma matéria que constitui o chão que a gente pisa. É isso mesmo: todos os gases que compõem o ar já estiveram debaixo da terra, grudados às rochas. Foram vulcões que cuspiram esses elementos. Além de lava e compostos tóxicos, a fumaça vulcânica lançava para o ar nitrogênio, vapor d’água e dióxido de carbono. Em excesso, esse último gás pode matar, mas naquela época ele serviu como um excelente alimento para os primeiros organismos vivos da Terra: bactérias que faziam fotossíntese, usando dióxido de carbono, luz e água para produzir sua energia. Para nossa sorte, o principal resíduo dessa atividade é o gás mais importante para a vida humana, o oxigênio. Isso quer dizer que sem o precioso “cocô” dessas bactérias, seres complexos como você, leitor, jamais teriam aparecido! Mas é claro que o planeta não se encheu de ar respirável de uma hora para outra.

Nessa atmosfera primordial, a crosta terrestre estava cheia de elementos capazes de sugar oxigênio, como compostos de enxofre e de ferro. Para que esses minerais ficassem saturados, o gás teve de ser produzido durante 2 bilhões de anos antes de começar a se concentrar no ar. Hoje, ele ocupa 21% da atmosfera. O nitrogênio domina 78% do ar. Por fim, o velho dióxido de carbono acabou tragado pelos processos de fotossíntese e pelo próprio solo. Atualmente, ele só compõe o 1% restante da atmosfera, junto com outras dezenas de gases. Ainda bem. Senão, a Terra poderia ser uma fornalha inabitável como Vênus, onde o gás prende os raios solares e gera um calor de 400 ºC. “Na verdade, os dois planetas têm a mesma quantidade de dióxido de carbono. A diferença é que em Vênus o gás fica todo na atmosfera; aqui, ele está dissolvido no subsolo e no corpo dos seres vivos”, afirma o meteorologista Fábio Gonçalves, da Universidade de São Paulo (USP).

Começo difícil
O oxigênio que respiramos demorou bilhões de anos para atingir os níveis atuais

1a – Provavelmente, os primeiros gases da atmosfera surgem ainda durante a formação da Terra, há 4,5 bilhões de anos. A pequena gravidade do planeta teria atraído do espaço elementos pesados como metano, amônia e vapor d’água. Outros mais leves, como o oxigênio e o hidrogênio, só surgem bem depois

1b – Nessa época, a parte sólida da Terra está em plena formação. Nosso planeta é pouco mais que um disco de gás e poeira que gira ao redor do Sol. Conforme esses discos do sistema solar esfriam, formam-se blocos de rocha cada vez maiores, que se tornam planetas. A maior parte das moléculas que mais tarde formarão a atmosfera está presa nessas rochas

2a – Há 3,8 bilhões de anos, a ação do Sol transforma a atmosfera, desintegrando o metano, a amônia e as moléculas de vapor d’água, formando uma fina camada de oxigênio no alto da atmosfera que ajuda a proteger o planeta contra os raios ultravioleta. Os gases mais presentes passam a ser os que se desprendem da crosta

2b – Impactos de cometas e asteróides incendeiam o planeta, transformando-o em um mar de lava. A intensa ação dos vulcões faz os elementos voláteis presos às rochas jorrarem na forma de gases. Os mais importantes que aparecem são o dióxido de carbono e o nitrogênio, além de muito vapor d’água, que também surge aderido a elementos sólidos presos nessas rochas

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3a – Com a proteção da camada de oxigênio contra a desintegração solar, boa parte do vapor d’água passa a se condensar na forma de água líquida. Depois, o dióxido de carbono começa a ser absorvido pelo solo e por bactérias que fazem fotossíntese. Nesse período, entre 3,8 bilhões e 1,7 bilhão de anos atrás, o nitrogênio passa a dominar a atmosfera

3b – Na superfície, a água líquida permite o surgimento da vida. Por causa da fotossíntese, bactérias começam a liberar oxigênio. No começo, o gás não dura muito no ar porque é sugado por certos minerais, principalmente o ferro. Quando uma camada da crosta fica saturada de oxigênio, uma outra vem à tona. E o ciclo se repete por milhões de anos, retirando quase todo o oxigênio do ar

4a – Há 1,7 bilhão de anos, o oxigênio se livra dos minerais sugadores. Quando o nível desse gás (O2) chega a 10% do atual, forma-se uma razoável camada de ozônio (O3) — a partir do oxigênio extra liberado por reações químicas nas camadas mais altas da atmosfera em formação. Há 400 milhões de anos, a atmosfera já está pronta: a quantidade de oxigênio e nitrogênio no ar fica parecida com a atual, em torno de 99%

4b – Como a maior parte do ferro está saturada, o oxigênio produzido pela fotossíntese das bactérias fica pronto para se concentrar no ar. A camada de ozônio, protegendo a superfície dos raios ultravioleta, permite o surgimento das plantas terrestres, há 400 milhões de anos. Isso turbina a fotossíntese e eleva o nível de oxigênio no ar para o patamar atual, cerca de 21%

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