Nguồn gốc của oxy trên Trái Đất

Hàng tỷ năm trước, thạch anh vỡ vụn phản ứng với nước, cung cấp điều kiện cần thiết cho tiến hóa của vi sinh vật quang hợp sản sinh phần lớn oxy trong khí quyển ngày nay.


Thạch anh là dạng khoáng chất silicate phổ biến nhất. (Ảnh: Inverse).

Động đất và nhiều quá trình địa chất khác tạo điều kiện cho những phản ứng sản xuất oxy, ảnh hưởng tới quá trình tiến hóa của một số tổ chức sinh vật xuất hiện sớm nhất trên Trái đất. Nhà nghiên cứu Mark Thiemens ở Đại học California, San Diego, và đồng nghiệp nghiền đá thạch anh và để nó tiếp xúc với nước trong điều kiện hóa học tương tự như trên Trái đất trước khi nồng độ oxy tăng cao. Họ sử dụng thạch anh bởi đây là khoáng chất silicate đơn giản và phổ biến nhất, New Scientist hôm 20/3 đưa tin.

Nhóm nghiên cứu nhận thấy tinh thể bị vỡ trên bề mặt thạch anh có thể phản ứng với nước để hình thành phân tử oxy và nhiều hợp chất chứa oxy khác như hydrogen peroxide. Còn gọi là gốc tự do, những phân tử này rất quan trọng đối với quá trình tiến hóa thuở sơ khai bởi chúng có thể phá hủy ADN và các bộ phận khác của tế bào, theo nhà nghiên cứu Timothy Lyons ở Đại học California, Riverside. Theo ông, sự sống có thể phát triển enzyme từ rất sớm để đối phó với ảnh hưởng có hại của gốc tự do.

Trong tự nhiên, thạch anh và một số khoáng chất silicate khác có thể bị mài xát bởi động đất, xói mòn hoặc băng dịch chuyển. Sau đó, chúng có thể tương tác với nước và tạo ra phân tử oxy. Thiemens và cộng sự ước tính chỉ riêng quá trình địa chấn có thể sản sinh lượng hydrogen peroxide nhiều hơn gấp 100 tỷ lần phản ứng trong khí quyển, một nguồn oxy tiềm năng khác.

Những thích nghi với nguồn oxy từ hoạt động địa chấn có thể giúp một số tổ chức sinh vật sống sót qua thay đổi lớn trong điều kiện hóa học trên Trái đất, đi kèm với Thảm họa oxy. Các nhà nghiên cứu cho biết quá trình địa chất tương tự xảy ra ở thiên thể khác như bão cát trên sao Hỏa hoặc biến động thủy triều trên mặt trăng Enceladus của sao Thổ cũng có thể tạo ra oxy.

Ngày nay, oxy chiếm khoảng 1/5 khí quyển Trái đất, phần lớn do thực vật và vi sinh vật tạo ra. Có rất ít oxy trong khí quyển cho tới khi nồng độ tăng vọt trong sự kiện Thảm họa oxy cách đây 2,3 - 2,4 tỷ năm do sự lan rộng nhanh chóng của vi sinh vật giải phóng oxy thông qua quang hợp.

TIN CŨ HƠN
Thăm quan hệ thống cối xay gió 1.000 năm vẫn chạy tốt của người Iran

Thăm quan hệ thống cối xay gió 1.000 năm vẫn chạy tốt của người Iran

Người Ba Tư cổ đại đã xây dựng nên những chiếc cối xay gió hơn 1.000 năm trước, và tới nay chúng vẫn hoạt động.

Đăng ngày: 19/09/2025
Kinh ngạc những địa điểm “ngoài hành tinh” trên trái đất

Kinh ngạc những địa điểm “ngoài hành tinh” trên trái đất

Những địa điểm "ngoài hành tinh" nổi tiếng ở Anh dưới đây có khung cảnh độc đáo, lạ kỳ như vùng đất ở hành tinh khác.

Đăng ngày: 17/09/2025
Những đồ vật tiềm ẩn khả năng gây nổ ở ngay cạnh chúng ta

Những đồ vật tiềm ẩn khả năng gây nổ ở ngay cạnh chúng ta

Dù là vật dụng nhỏ nhưng chúng thực sự là "quả bom nổ chậm", gây thiệt hại đến tính mạng bạn.

Đăng ngày: 15/09/2025
Top 19 món ăn kinh dị nhất hành tinh

Top 19 món ăn kinh dị nhất hành tinh

Những món ăn kinh dị, khủng khiếp nhất từ chuột bao tử đến ếch sinh tố.... nhiều người chỉ nhìn hoặc ngửi thôi đã phát nôn, thế nhưng đây đều là những món ăn truyền thống của nhiều nước trên thế giới.

Đăng ngày: 14/09/2025
Cách sống sót khi nhảy từ nhà cao tầng đang cháy

Cách sống sót khi nhảy từ nhà cao tầng đang cháy

Giảm độ cao hết mức và tăng các vật dụng ném xuống làm đệm là bí quyết giúp bạn sống sót khi mắc kẹt trong đám cháy nhà cao tầng.

Đăng ngày: 14/09/2025
Các cơn bão được đặt tên như thế nào?

Các cơn bão được đặt tên như thế nào?

Theo Tổ chức Khí tượng Thế giới (World Meteorological Organization - WMO), các cơn bão nhiệt đới được đặt tên theo quy tắc ở từng khu vực.

Đăng ngày: 12/09/2025
Thị trấn người dân đi máy bay riêng để ăn sáng ở Mỹ

Thị trấn người dân đi máy bay riêng để ăn sáng ở Mỹ

Thị trấn Spruce Creek nổi tiếng khắp nước Mỹ khi mỗi nhà tại đây đều sở hữu máy bay riêng.

Đăng ngày: 11/09/2025
Khoa Học News