Περίπου το ένα πέμπτο της ατμόσφαιρας της Γης αποτελείται από οξυγόνο, το οποίο προέρχεται από τα φυτά, ως αποτέλεσμα της διαδικασίας της φωτοσύνθεσης και το οποίο χρησιμοποιείται από όλα τα έμβια όντα στον πλανήτη, για τη λειτουργία του μεταβολισμού τους.

Ωστόσο, πριν από την εμφάνιση των πρώτων φωτοσυνθετικών οργανισμών –πριν από 2,4 δισ. χρόνια- η ατμόσφαιρα πιθανόν να περιείχε διοξείδιο του άνθρακα, όπως συμβαίνει σήμερα στον Άρη και την Αφροδίτη.

Τα τελευταία 40 χρόνια, οι ερευνητές εξετάζουν το ενδεχόμενο να υπήρχε μια μικρή ποσότητα οξυγόνου στην πρώιμη ατμόσφαιρα.

Από πού όμως θα μπορούσε να έχει προέλθει αυτό το αβιοτικό οξυγόνο;

Το οξυγόνο αντιδρά αρκετά επιθετικά με άλλες ενώσεις, και γι΄ αυτό δε θα μπορούσε να παραμείνει για πολύ καιρό, χωρίς κάποια συνεχή πηγή.

Ο φοιτητής Zhou Lu από το πανεπιστήμιο Davis της Καλιφόρνια, σε συνεργασία με καθηγητές από το Τμήμα Χημείας και Πλανητικών Επιστημών και Επιστημών της Γης, έδειξαν με μια έρευνά τους, ότι το οξυγόνο μπορεί να σχηματιστεί σε ένα στάδιο, με τη χρήση υψηλής ενέργειας λέιζερ υπεριώδους κενού –ονομάζεται έτσι γιατί έχει μήκος κύματος κάτω από τα 200 νανομέτρα και συνήθως απορροφάται από τον αέρα- το οποίο διεγείρει το διοξείδιο του άνθρακα. Η μελέτη τους δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Science.

«Προηγουμένως οι άνθρωποι πίστευαν ότι η αβιοτική (που δεν περιλαμβάνει φυτά) πηγή του μοριακού οξυγόνου προέρχεται από το διοξείδιο του άνθρακα και το ηλιακό φως. Τα αποτελέσματα της έρευνάς μας υποδηλώνουν ότι το οξυγόνο (O2) μπορεί να σχηματιστεί με διαχωρισμό του διοξειδίου του άνθρακα σε ένα στάδιο. Η ίδια διαδικασία μπορεί να εφαρμοστεί και σε άλλες ατμόσφαιρες που κυριαρχεί το διοξείδιο του άνθρακα, όπως αυτή στον πλανήτη Άρη και στη Αφροδίτη» εξήγησε ο Zhou, μιλώντας στο sciencedaily.com.

Αυτή η διαδικασία δημιουργίας οξυγόνου ενός σταδίου θα μπορούσε να συντελείται τώρα, καθώς τα επίπεδα του διοξειδίου του άνθρακα αυξάνονται στο ανώτερο τμήμα της ατμόσφαιρας, όπου η υψηλής ενέργειας υπεριώδης ακτινοβολία κενού από τον Ήλιο κατευθύνεται προς τη Γη ή άλλους πλανήτες.

Είναι η πρώτη φορά που μια τέτοια αντίδραση αποδεικνύεται στο εργαστήριο και, σύμφωνα με έναν από τους επιστήμονες που αξιολόγησαν την έρευνα του Zhou, τα μοντέλα της εξέλιξης των πλανητικών ατμοσφαιρών θα πρέπει τώρα να προσαρμοστούν ανάλογα, ώστε να ληφθεί υπόψη και αυτός ο παράγοντας.