¿Una vuelta de tuerca? {Terminada}

¿De dónde viene el aire que respiramos?

La opinión de los astrónomos es que los planetas nacieron de remolinos de gas y polvo, constituidos en general por los diversos elementos presentes, en proporciones correspondientes a su abundancia cósmica. Un 90% de los átomos era hidrógeno y otro 90% de helio. El resto incluía todos los demás elementos, principalmente neón, oxígeno, carbono, nitrógeno, carbón, azufre, silicio, magnesio, hierro y aluminio.

El globo sólido de la Tierra en si nació de una mezcla rocosa de silicatos y sulfuros de magnesio, hierro y aluminio, con moléculas que se mantenían fuertemente unidas por fuerzas químicas. El exceso de hierro fue fundiéndose lentamente a través de roca y formó un núcleo metálico incandescente.

Durante este proceso de aglomeración, la materia sólida de la Tierra atrapó una serie de materiales gaseosos y los retuvo en vapores que quedaban entre las partículas sólidas o bien mediante uniones químicas débiles. Estos gases contendrían seguramente átomos de helio, neón y argón, que no se combinaron con nada; y átomos de hidrógeno, que o bien se combinaron entre si por parejas para formar moléculas de hidrógeno, o bien se combinaron con otros átomos: con oxígeno para formar agua, con nitrógeno para formar amoníaco o con carbono para formar metano.

A medida que el material de nuestro planeta se fue arrejuntando, el efecto opresor de la presión y aún el más violento de acción volcánica fueron expulsando los gases. Las moléculas de hidrógeno y los átomos de helio y neón, al ser demasiado ligeros para ser retenidos, huyeron rápidamente.

La atmósfera de la Tierra quedó constituida por lo que quedaba: vapor de agua, amoníaco, metano y algo de argón. La mayor parte del vapor de agua se condenso y formó un océano.

Tal es, en la actualidad, la clase de atmósfera que poseen algunos planetas como Júpiter y Saturno, los cuales, sin embargo, son bastante grandes para retener hidrógeno, helio y neón.

Por su parte, la atmósfera de los planetas interiores comenzó a evolucionar químicamente. Los rayos ultravioleta del vecino Sol rompió las moléculas de vapor de agua en hidrógeno y oxígeno. El hidrógeno escapó, pero el oxígeno se fue acumulando y se combinó con amoníaco y metano. Con el primero formó nitrógeno y agua; con el segundo, anhídrido carbónico y agua. Poco a poco, la atmósfera de los planetas interiores pasó de ser una mezcla de amoníaco y metano a una mezcla de nitrógeno y anhídrido carbónico. Marte y Venus tienen hoy en día atmósferas compuestas por nitrógeno y anhídrido carbónico, mientras en la Tierra debió tener una parecida hace miles de millones de años, cuando empezó a aparecer la vida.

Esa atmósfera y además estable, una vez formada, la distante acción de los rayos ultravioleta sobre el vapor de agua hace que se acumule oxígeno libre (moléculas formadas por dos átomos del oxígeno). Una acción ultravioleta aún más intensa transforma ese oxígeno en ozono (con tres átomos de oxígeno por molécula). El ozono absorbe la radiación ultravioleta y actúa de barrera. La radiación ultravioleta que logra atravesar la capa de ozono en la alta atmósfera y romper las moléculas de agua más abajo es escasa, con lo cuál se detiene la evolución química de la atmósfera..., por lo menos hasta que aparezca algo nuevo.

Pues bien, en la Tierra apareció de hecho algo nuevo. Fue el desenvolvimiento de un grupo de formas de vida capaces de utilizar la luz visible para romper las moléculas de agua. Como la capa de ozono no intercepta a la luz visible, ese proceso (la fotosíntesis) podía proseguir indefinidamente. A través de la fotosíntesis se consumía anhídrido carbónico y se liberaba oxígeno. Así pues, hace 500 millones de años, la atmósfera empezó a convertirse en una mezcla de nitrógeno y oxígeno, que es la que existe hoy.

Isaac Asimov, Cien preguntas básicas sobre la ciencia.