De vertraagde oorsprong van de atmosfeer van de aarde

Gedurende de eerste 2 miljard jaar van de geschiedenis van de aarde zou de atmosfeer verstikkend zijn geweest. Toen begon de atmosfeer mysterieus te worden van zuurstof. Nu beweert een team van atmosferische wetenschappers te weten waarom: De evolutie van bacteriën heeft de balans van gassen in de atmosfeer van de aarde veranderd, resulterend in een verlies van methaan en een ultieme verhoging van zuurstofniveaus.

Zuurstofniveaus in de atmosfeer stegen niet tot minstens 400 miljoen jaar na de oorsprong van zuurstofproducerende bacteriën. Theorieën over de oorsprong van de zuurstof op aarde moeten deze kloof verklaren. Tot voor kort was de leidende theorie van mening dat vulkanische gassen in deze periode van samenstelling veranderden en uiteindelijk minder zuurstof consumeerden bij atmosferische reacties. Maar recent bewijs uit het rockrecord heeft dat idee onder druk gezet.

Nu komt een ander scenario. De belangrijkste speler zijn bacteriën die methaan uitstoten als ze dode organismen ontleden. Planeetwetenschapper David Catling en zijn collega's van het NASA Ames Research Center in Mountain View, Californië, stellen voor dat het methaan opsteeg naar de bovenste atmosfeer, waar zonlicht het opsplitste in koolstof en waterstof. De waterstof, de aansteker van deze elementen, dreef toen de ruimte in. Het verlies van waterstof op zijn beurt, verstoorde de balans van elementen terug op aarde en 400 miljoen jaar later produceerde een zuurstofglut.

Waarom de vertraging? Catling en collega's beweren dat de continentale korst eerst de extra zuurstof absorbeerde. Toen bereikte de aarde een kritiek punt 2, 3 miljard jaar geleden, toen de dampen die vrijkwamen wanneer korststenen worden samengeperst en vervormd, niet langer de door bacteriën geproduceerde zuurstof konden absorberen. Pas toen, zo meldde het team in het 3 augustus nummer van Science, begon de extra zuurstof zich op te hopen, wat leidde tot de moderne atmosfeer.

De onderzoekers presenteren een "goede zaak" voor de nieuwe theorie, zegt atmosferische wetenschapper James Kasting van Pennsylvania State University, University Park. Maar hij zegt dat het argument overtuigender zou zijn als het zou verklaren waarom de korst de overtollige zuurstof zou hebben geabsorbeerd die door waterstof ontsnapt.