L'atmosphère de
la Terre est constituée d'environ 78% d'azote et 21% d'oxygène, avec des traces
d'autres gaz. L'oxygène est essentiel à toute vie animale, et de nombreux
autres organismes. Comme le gaz est utilisé par des formes de vie oxygène à
respirer, et a aussi tendance à réagir avec beaucoup de roches et de minéraux,
il doit être constamment renouvelé. Environ 98% de l'oxygène de l'air provient
de la photosynthèse, le processus par lequel les plantes produisent des sucres
à partir de dioxyde de carbone et eau. Les résultats du reste de l'éclatement
de l'eau par rayonnement ultraviolet.
Photosynthèse
Les plantes et
certaines bactéries utilisent la photosynthèse pour fabriquer la nourriture
sous forme de sucres et d'autres substances riches en énergie. De l'eau et du
dioxyde de carbone sont absorbés par l'organisme, et de la lumière fournit de
l'énergie qui alimente le processus. L'oxygène se trouve être un très
sous-produit utile. En ce qui concerne les scientifiques peuvent dire, les
niveaux d'oxygène sur la Terre sont restés assez stables pour plusieurs
centaines de millions d'années. Cela indique que la production d'oxygène par
photosynthèse a été plus ou moins équilibrée par sa consommation par d'autres
processus, tels que l'oxygène à l'air, ou des formes de vie aérobie et des
réactions chimiques.
Les sources
d'oxygène atmosphérique par photosynthèse du phytoplancton, comme les
cyanobactéries dans l'océan, et les arbres et autres plantes vertes sur terre.
Le montant que chaque source contribue est en débat: certains scientifiques
suggèrent que plus de la moitié provient des océans, par exemple, tandis que
d'autres ont mis le nombre à près d'un tiers. Ce qui est clair, c'est que les
chiffres ont varié au cours des temps géologiques, en fonction de l'équilibre
de la vie sur Terre. Quand l'atmosphère commençait à se développer, par
exemple, les cyanobactéries ont contribué plus de l'oxygène.
La hausse du
taux d'oxygène
On pense que,
initialement, l'oxygène produit par les cyanobactéries a été utilisé par réagir
avec le fer dans les sols, les roches et l'océan, formant des composés minéraux
et d'oxyde de fer. Les géologues peuvent estimer la quantité d'oxygène dans
l'atmosphère dans les temps anciens en regardant les types de composés de fer
dans les roches. En l'absence d'oxygène, le fer tend à combiner avec du soufre,
des sulfures formant tels que la pyrite. Quand il est présent, cependant, ces
composés se décomposent et le fer se combine avec l'oxygène pour former des oxydes.
En conséquence, la pyrite dans des roches anciennes indique faibles niveaux
d'oxygène, alors que les oxydes indiquent la présence de quantités importantes
de gaz.
Une fois la
majeure partie du fer à repasser avait combiné avec l'oxygène, le gaz a pu s'accumuler
dans l'atmosphère. On pense que d'ici il ya environ 2,3 milliards d'années, les
niveaux avaient augmenté d'une petite trace à environ 1% de l'atmosphère. Tout
semblait alors à s'équilibrer pendant une longue période que d'autres
organismes ont évolué à utiliser de l'oxygène pour fournir de l'énergie par
l'oxydation du carbone, la production de dioxyde de carbone (CO2). Ils y sont
parvenus en mangeant riche en carbone organique du matériel végétal, vivant ou
mort. Cela a créé un équilibre, avec production d'oxygène par photosynthèse
compensée par sa consommation par les organismes d'oxygène à respirer.
Il semble que, à
cause de cet équilibre, la photosynthèse ne suffit pas à expliquer
l'augmentation initiale de l'oxygène. Une explication possible est que certains
de matière organique morte est devenu enterré dans la boue ou autres sédiments
et n'était pas disponible pour les organismes aérobies. Cette question pourrait
ne pas combiner avec l'oxygène atmosphérique, donc pas tout l'élément produit
n’a été utilisé de cette manière, ce qui permet des niveaux à la hausse.
Un peu plus tard
dans l'histoire de la Terre, des niveaux d'oxygène a augmenté de façon
spectaculaire aux alentours de leur niveau actuel. Certains scientifiques
pensent que cela peut avoir lieu il y a environ 600 millions d'années. À cette
époque, un grand nombre de relativement grands complexes, les organismes
multicellulaires sont apparus, qui aurait exigé que les niveaux d'oxygène
beaucoup plus élevés. On ne sait pas ce qui a causé ce changement, cependant.
Fait intéressant, il a eu lieu alors que la Terre semble se dessiner à partir
de l'âge de glace massive, au cours de laquelle plus de la planète était
couverte par la glace.
Une théorie est
que l'action des glaciers, en avançant et reculant, sol jusqu'à la roche riche
en phosphore et libéré d'énormes quantités d'elle dans les océans. Le phosphore
est un élément nutritif essentiel pour le phytoplancton, si cela peut avoir
causé une explosion de cette forme de vie. Cela, à son tour, conduire à une
augmentation de la production d'oxygène, avec probablement très peu de la vie
terrestre à utiliser le haut. Pas tous les scientifiques ne sont d'accord avec
cette théorie, cependant, et à partir de 2012, la question n'est toujours pas
résolue.
Menaces à des
niveaux d'oxygène atmosphérique
Une étude a
montré que les niveaux d'oxygène a diminué de façon constante entre 1990 et
2008 d'environ 0,0317% dans l'ensemble. Cela est principalement attribuable à
la combustion de combustibles fossiles, qui utilisent de l'oxygène dans la
combustion. La baisse est toutefois moins que prévu, compte tenu de la quantité
de combustibles fossiles brûlés au cours de cette période. Une possibilité est
que l'augmentation des niveaux de dioxyde de carbone, éventuellement combinés
avec l'utilisation d'engrais, a favorisé une croissance plus rapide des plantes
et plus photosynthèse, compensant en partie la perte. On estime que, même si
toutes les réserves de combustibles fossiles du monde devaient être brûlées, il
n'aurait qu'un très faible impact direct sur les niveaux d'oxygène.
La déforestation
est une autre préoccupation populaire. Bien que la destruction de vastes
étendues de forêt tropicale a beaucoup d'autres effets graves sur
l'environnement, il est considéré comme peu susceptible de réduire de manière
significative les niveaux d'oxygène. En plus d'arbres et autres plantes vertes,
les forêts tropicales supportent toute une gamme de vie d'oxygène à respirer.
Il semble que ces forêts contribuent très peu à des niveaux d'oxygène dans
l'atmosphère globale, car ils consomment presque autant d'oxygène qu'ils
produisent.
Une menace plus
sérieuse pourrait être l'impact des activités humaines sur le phytoplancton,
qui, selon certaines sources, faire la plus grande contribution à des niveaux
d'oxygène mondiaux. Il est à craindre que l'augmentation du dioxyde de carbone
dans l'atmosphère par la combustion de combustibles fossiles pourrait rendre
les océans plus chauds et plus acides, ce qui pourrait réduire la quantité de
phytoplancton. À partir de 2012, la preuve n'est pas claire, comme les
différents types de phytoplancton sont touchés différemment. Certains peuvent
diminuer en nombre, tandis que d'autres peuvent se développer et la
photosynthèse rapide.
Écrit à
l'origine par: S.E. Smith
Révisé par: Phil
Riddel
Edité par:
Bronwyn Harris
