Origen del oxígeno en la tierra
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Fuentes de oxígeno
Los árboles liberan oxígeno cuando utilizan la energía de la luz solar para producir glucosa a partir de dióxido de carbono y agua. Al igual que todas las plantas, los árboles también utilizan oxígeno cuando vuelven a dividir la glucosa para liberar energía que alimente sus metabolismos. En un período de 24 horas, producen más oxígeno del que consumen; de lo contrario, no habría una ganancia neta en el crecimiento.
Se necesitan seis moléculas de CO2 para producir una molécula de glucosa por fotosíntesis, y se liberan seis moléculas de oxígeno como subproducto. Una molécula de glucosa contiene seis átomos de carbono, por lo que la ganancia neta es de una molécula de oxígeno por cada átomo de carbono añadido al árbol. Un sicomoro maduro puede medir unos 12 metros de altura y pesar dos toneladas, incluyendo las raíces y las hojas. Si crece un 5% cada año, producirá unos 100 kg de madera, de los cuales 38 kg serán de carbono. Teniendo en cuenta los pesos moleculares relativos del oxígeno y el carbono, esto equivale a 100 kg de oxígeno por árbol y año.
Un ser humano respira unas 9,5 toneladas de aire al año, pero el oxígeno sólo constituye un 23% de ese aire, en masa, y sólo extraemos un poco más de un tercio del oxígeno de cada respiración. Eso supone un total de unos 740 kg de oxígeno al año. Lo que equivale, a grandes rasgos, a siete u ocho árboles.
Cuándo apareció el oxígeno en la atmósfera
Es fácil pensar que los bosques del mundo son los «pulmones» del planeta. Los árboles bombean oxígeno, el mismo que nosotros respiramos. Cuanto más grande es el árbol, más oxígeno libera. Pero la mayor parte de nuestro aire respirable no proviene de la tierra. Viene de los océanos del mundo. Y los principales productores de oxígeno son algunos de los organismos más pequeños de la Tierra.
El aire que respiramos tiene un 78% de nitrógeno y un 21% de oxígeno. El resto se compone de gases mucho menos comunes, como el dióxido de carbono. Pero no siempre fue así. Hasta hace 600 millones de años, la atmósfera de la Tierra tenía menos de un cinco por ciento de oxígeno. Era principalmente una mezcla de nitrógeno y dióxido de carbono. Las plantas terrestres no existieron hasta hace 470 millones de años. Los árboles no fueron responsables del aumento del oxígeno. Entonces, ¿de dónde vino? Del océano.
Las plantas, las algas y las cianobacterias crean oxígeno. Lo hacen a través de la fotosíntesis. Utilizando la energía de la luz solar, convierten el dióxido de carbono y el agua en azúcar y oxígeno. Utilizan los azúcares para alimentarse. Una parte del oxígeno se libera a la atmósfera.
Cuánto oxígeno producen las algas
Los científicos estiman que entre el 50 y el 80% de la producción de oxígeno de la Tierra procede del océano. La mayor parte de esta producción procede del plancton oceánico: plantas a la deriva, algas y algunas bacterias que pueden realizar la fotosíntesis. Una especie concreta, el Prochlorococcus, es el organismo fotosintético más pequeño de la Tierra. Pero esta pequeña bacteria produce hasta el 20% del oxígeno de toda la biosfera. Es un porcentaje mayor que el de todas las selvas tropicales terrestres juntas.
Calcular el porcentaje exacto de oxígeno producido en el océano es difícil porque las cantidades cambian constantemente. Los científicos pueden utilizar las imágenes de satélite para rastrear el plancton fotosintético y estimar la cantidad de fotosíntesis que se produce en el océano, pero las imágenes de satélite no pueden contar toda la historia. La cantidad de plancton cambia estacionalmente y en respuesta a los cambios en la carga de nutrientes del agua, la temperatura y otros factores. Los estudios han demostrado que la cantidad de oxígeno en lugares específicos varía con la hora del día y con las mareas.