Inspiră, expiră

Bună. Eu sunt Alex Doppelgänger și vreau să te felicit. Dacă citești asta, înseamnă că sunt șanse destul de mari să fii încă în viață și să respiri. Și te-ai îmbrăcat și foarte bine, azi. Ești super drăguță. Avem câteva lucruri în comun. Uite, și mie îmi place să respir, e super mișto să respiri, că ne ține în viață și chestii. Copacii și tufișurile de pe stradă îți dau oxigen, tu le dai dioxid de carbon, toată lumea e fericită.

Numai că, na, nu a fost dintotdeauna așa. Oxigenul pe care îl respiri a ajuns în atmosferă doar la un moment dat, și asta fără ajutorul copacilor (pentru că atunci nu exista nici un fel de plantă). Mhm, ai intuit bine, este una din postările alea în care îți povestesc chestii mișto despre un lucru aparent banal, la care nu te-ai gândit niciodată. Serios, acum, la ce te aștepți de la un site care se numește Poveștiință? Cum am ajuns de la “fără oxigen” la “cu oxigen”? Ia o pauză de câteva minute de la orice făceai. Povestea stă în felul următor:

“Vrei să luăm o gură de aer proaspăt?”

Ăsta este Pământul, cum bănuim că arăta acum 2,5-1,5 miliarde de ani, în Paleoproterozoic. Atunci nu existau oameni; nici joburi, facultăți sau școli, de care să se plângă. Nici măcar nu existau animale sau plante. Erau doar oceane de apă (care abia acum începuseră să se coloreze în albastru) și țărmul, care era gol. Pustiu. N-avea nimic pe el. E greu să îți imaginezi, dar era efectiv gol-goluț.

În oceane, însă, deja începuse să miște ceva. Viață! Ea apăruse deja cu vreo 1,3 miliarde de ani înainte, în perioada geologică Arhaic. Erau niște bacterii microscopice, cianobacterii (alge albastre-verzi) și bacterii anaerobice, care trăiau pe fundul oceanelor și își făceau veacul. Bacteriile astea erau efectiv mai mici decât cel mai mic lucru pe care îl putem vedea cu ochiul liber. Ține cu dinții de informația asta, pentru că e importantă.

Totul mergea perfect până într-o zi când probabil o cianobacterie a venit la ceilalți prieteni cianobacterii cu o chestie nouă și șmecheră, cumpărată probabil de părinții ei din Germania: fotosinteza. Ălorlalte li s-a părut cool și, ca orice chestie cool, toată lumea a început să o facă. Cianobacteriile au fost printre primele organisme care s-au folosit de procesul ăsta.

Practic, luau energia solară și o converteau în energie chimică, ce putea fi eliberată mai târziu pentru a alimenta diverse funcții. Avem Soarele la 8 minute-lumină de noi, deci energia solară venea din plin, iar cianobacteriile au profitat de asta. Numai că la fel ca la orice organism, dacă ceva intră, altceva trebuie să iasă: cianobacteriile eliminau deșeuri, adică oxigen. Toate bune și frumoase, dar lucrurile au luat o turnură neașteptată aproape imediat.

Mno, vezi tu, cianobacteriile eliberau și tot eliberau oxigen. În general nu era nici o problemă: oxigenul era absorbit de fierul dizolvat sau de materia organică de pe suprafața Pământului. Numai că la un moment dat fierul dizolvat a spus:

S-a rezolvat, băieți! Nu se poate.

Și n-a mai putut să absoarbă oxigen. Micii noștri prieteni verzi începuseră efectiv să pompeze prea mult oxigen, mai mult decât putea fi reținut de minerale. Acesta este Great Oxygenation Event, momentul în care oxigenul care era în surplus a ajuns în atmosfera Pământului. Mhm, ai citit bine, avem oxigen în atmosferă datorită unor microbi. Niște bacterii care n-aveau nici măcar 1 mm au schimbat o planetă întreagă. Concluzia e că dacă te simți vreodată mică, insignifiantă și incapabilă să schimbi ceva în lume, nu da banii ca fraiera pe cărți de self-help. Citește niște geologie.

Revenind la oxigenul din atmosferă, asta a fost o maaaare problemă pentru organismele anaerobice (le-am menționat mai sus), care nu numai că nu au nevoie de oxigen ca să trăiască, ci chiar pot să moară dacă e prezent în preajma lor. Și fix asta au făcut ( împreună cu unele cianobacterii, care nu s-au adaptat). Unele au reușit să scape, ascunzându-se pe fundul mării, unde nu exista oxigen, dar în esență a ieșit nasol pentru ele. De aceea lui Great Oxygenation Event i se mai spune și Oxygen Catastrophe, pentru că a fost prima extincție în masă la care a asistat viața de pe Pământ.

Dar problemele nu se termină aici!

Cum un necaz nu vine niciodată singur, mai târziu oxigenul care a apărut brusc în atmosferă a început să reacționeze cu metanul de acolo. Concentrația de metan (care e un gaz de seră) s-a redus foarte mult.

Astfel, suprafața Pământului s-a răcit, dând startul glaciațiunii Huroniene, probabil cel mai lung episod de Snowball Earth din istoria Pământului, moment în care calotele glaciare au ajuns până la ecuator, iar viața a fost (din nou) cât pe aci să nu mai fie.

După cum vezi, viața de pe Pământ nu s-a putut abține și a intrat în bucluc aproape imediat ce a apărut. Nu e prima și nici ultima oară când a fost în pericol de moarte și a scăpat ca prin urechile acului. Pe cât e de norocoasă, pe atât e de încăpățânată.

A meritat tot tărăboiul ăsta cu oxigenul? Habar n-am. În orice caz, este o poveste foarte interesantă: forma dominantă de viață de pe Pământ s-a extins atât de mult, pompând în atmosferă cantități vaste de deșeuri care poluează, fără să își dea seama, schimbând pentru totdeauna soarta lor și a planetei. Vorbim de cianobacterii, firește, nu de om, dar e un avertisment demn de luat în seamă.

 Hiperventilație

După o vreme, s-au mai liniștit apele, dar doar pentru o perioadă. Înainte să o dea la pace cu toată lumea, oxigenul a decis să ne mai joace o festă. Asta s-a întâmplat acum 360-299 milioane de ani, în era geologică numită Carbonifer, care arăta cam așa:

Frumos. Elegant. Cât de cât.

De unde vine numele de Carbonifer?

Numele de Carbonifer vine de la cărbune. Majoritatea cărbunilor pe care îi folosim chiar și în ziua de azi provin de la copacii care au murit acum 360-299 milioane de ani. Ideea e că uscatul era dominat de păduri mari și dese de mușchi, copaci-ferigă și plante gigante de Coada Calului. Toate plantele astea aveau în componența lor un material nou: lignina (fibra care formează scoarța copacilor și îi dă duritate).

Problema e că fiind un material nemaiîntâlnit până atunci, încă nu existau bacterii care să mănânce și să digere lignina și să ducă la putrezirea copacilor, atunci când ăștia mureau. Astfel, copacii morți au fost îngropați progresiv, sub diverse straturi de pământ, formând apoi cărbuni, datorită presiunii de la acea adâncime.

În perioada asta, concentrația de oxigen din atmosferă crescuse destul de mult: ajunsese pe undeva pe la 35%, față de 21% cât avem noi în ziua de azi. Ăsta a fost un lucru destul de nasol pentru păduri, pentru că (dacă îți aduci aminte) oxigenul este un element esențial pentru a avea loc arderea, iar astea luau foc din te miri ce. Noi și în ziua de azi avem probleme cu incendiile de pădure, dar să vezi cum se aprindeau copacii pe atunci, când era mai mult oxigen pe zonă.

Tot datorită lui, insectele ajunseseră atât de mari, încât ai fi făcut entomofobie și arahnofobie după doar 30 de secunde petrecute acolo: libelule cu anvergura aripilor de 1 metru, gândaci de 10 ori mai mari ca ăia de azi, miriapozi de 2 metri și păianjeni cu legspan-ul de vreo 50 de centimetri. N-ai mai fi ieșit din mașina timpului.

Cum au ajuns insectele atât de mari? Tot datorită (sau din cauza) oxigenului abundent. Insectele nu au plămâni, dar au niște tuburi conectate direct la țesuturile care au nevoie de oxigen. Ideea e că deși esențial pentru viață, elementul ăsta este (la fel ca oricare alt element chimic) toxic în cantități mari: oamenii expuși la oxigenul în exces pot suferi de celule deteriorate care să ducă la probleme de vedere, dificultăți în a respira, greață și convulsii. Nici insectele nu o duc prea bine, dacă dau de el în exces.

Din câte ne spune articolul ăsta, este posibil ca larvele de insecte de atunci să fii absorbit oxigen din apă, dar să nu reușească să îi regleze consumul foarte bine – un pericol foarte mare pentru nivelurile de oxigen de atunci. Așa că au crescut în dimensiune. Ăsta a fost un mod de a descrește riscul toxicității oxigenului abundent, din moment ce o larvă mai mare ar fi absorbit un procent mai mic de gaz, relativ cu mărimea sa, în comparație cu o larvă mai mică.

Ca să fac o paralelă, d-aia sunt oamenii atât de crizați în ziua de azi cu încălzirea globală: orice schimbare, cât de mică, poate aduce niște schimbări incredibil de mari (chiar catastrofale, depinde pe cine întrebi). Adică, uite în câte belele ne-au băgat niște bacterii!