Zem je v celej slnečnej sústave jediná, ktorá má atmosféru bohatú na kyslík. Iba vďaka tomu môžu existovať všetky formy života, vrátane nás, ľudí. Okolo zrodu tejto atmosféry stále existuje viacero nejasností. Niektoré objasňujú vedci z americkej Pennsylvania State University.
Objavy kozmických sond z posledných desaťročí naznačujú, že všetky terestrické planéty (Venuša, Zem a Mars) boli na počiatku vekov na tom rovnako -- mali podobnú atmosféru skladajúcu sa prevažne z oxidu uhličitého, miernu klímu a pravdepodobne i tekutý oceán. Nemožno vylúčiť (ale zatiaľ ani dokázať), že na všetkých troch sa paralelne začal rozvíjať primitívny jednobunkový život. Potom sa však niečo stalo -- a Zem sa vydala cestou prudkého rozvoja života, kým jej sesterské planéty sa stali pustatinami. Jedným z rozhodujúcich okamihov, určujúcich ďalší osud nášho sveta, je zrod kyslíkovej atmosféry.
Prvá ekologická katastrofa
Dnes už vedci v podstate nepochybujú o tom, že počiatky kyslíkovej atmosféry Zeme súvisia s rozvojom cyanobaktérií. Na našej planéte sú veľmi rozšírené i dnes -- žijú v slaných i sladkých vodách mierneho pásma, ale i na horúcej púšti, kde nikdy neprší, alebo na suchých skalách Antarktídy. Tam dokážu prežívať dokonca i v póroch kameňov. Predovšetkým sú však najstaršími známymi organizmami schopnými fotosyntézy -- využitia energie slnečného svetla na produkciu organických látok z jednoduchých anorganických zlúčenín.
Od cyanobaktérií smeruje priama cesta k ďalším organizmom schopným fotosyntézy. Zdá sa, že asi pred dvoma miliardami rokov boli niektoré cyanobaktérie pohltené inými jednobunkovými organizmami, ktoré nemali schopnosť fotosyntézy. Z neznámych príčin ich tieto "predátory" nezlikvidovali, ale nechali žiť vnútri svojich buniek a využívali produkty ich metabolizmu. Vznikol úplne nový typ vysoko efektívneho organizmu -- rastlinná bunka. Čo je však podstatné, takým spôsobom odštartovala nová cesta vývoja života na Zemi. Existencia rastlín produkujúcich kyslík dovolila prejsť iným mikroorganizmom na výkonný metabolizmus, ktorý ich spaľoval, čo dalo nielen podnet na vývoj živočíchov, ale súčasne založilo planetárny ekosystém v dnešnej podobe. Krehká rovnováha medzi rastlinami a živočíchmi poháňa vývoj života na našej planéte dopredu už stovky milióny rokov.
Pôvod tohto vývoja však spočiatku nevyzeral optimisticky. Kyslík je vysoko reaktívny prvok, ktorý väčšinu vtedajších primitívnych mikroorganizmov nemilosrdne ničil -- asi ako dnešné dezinfekčné prostriedky. Jeho čoraz väčšie zastúpenie v atmosfére pravdepodobne dospelo k masovému úhynu vtedajších druhov. Aby sa život na nové podmienky adaptoval, musel na to dostať potrebný čas. Vedci teraz možno objavili mechanizmus, ktorý zadržal "kyslíkovú revolúciu" na dostatočne dlhý čas.
Svedectvo pravekých skál
O minulosti atmosféry Zeme dokážu v mnohom prezradiť staré horniny. Vedci z Pennsylvania State University pri štúdiu hornín pochádzajúcich z čias formovania kyslíkovej atmosféry zistili prekvapujúcu skutočnosť. "Pred 2,5 miliardy rokov atmosfére našej Zeme ešte stále chýbal kyslík," hovorí Lee R. Krump, profesor geológie na Pennsylvania State University. "Ibaže mikrofosílie v horninách ešte o 200 miliónov rokov starších dokazujú, že už vtedy existovali cyanobaktérie a produkovali kyslík v rovnakej miere ako dnes. Plyn sa teda musel dlhý čas niekam strácať -- niečo ho z atmosféry odstraňovalo."
Po ďalšom výskume geológovia navrhli hypotézu počiatočného vývoja kyslíkovej atmosféry. Zistili totiž, že podmorské vulkány chrlia zmes lávy a plynov, ktorá má redukčné vlastnosti -- inými slovami, viaže kyslík do takto vznikajúcich látok. Naproti tomu pevninské sopky produkujú iné materiály, ktorým redukčná schopnosť chýba. Po posúdení pomeru podmorských a suchozemských vulkánov zistili, že práve v dobe pred 2,5 miliardy rokov sa situácia začala meniť v prospech pozemských sopiek. Mechanizmus pohlcujúci kyslík sa zastavil a podiel plynu neprestajne produkovaného cyanobaktériami v ňom mohol začať stúpať. "V období pred 2,5 miliardy rokov dominovali podmorské vulkány. Pozemné sopky prerážajúce silnejšiu pevninskú kôru takmer chýbali. Keď sa pevninská kôra stabilizovala, začali vo veľkom počte vznikať suchozemské sopky, ktoré už kyslík nespotrebovávali. Neskôr ich počet prevládol a rozvoju kyslíkovej atmosféry nestálo už nič v ceste," vysvetľuje profesor Kump.
Geologické pochody sú však oveľa pomalšie než biologické -- kým úspešný druh sa dokáže premnožiť v relatívne krátkom čase, pomer medzi vulkánmi sa menil stovky rokov. Vďaka pomalému narastaniu kyslíka v atmosfére sa ekosystém mohol na nové pomery adaptovať pozvoľna. Evolúcia dostala čas na vytvorenie organizmov spotrebúvajúcich kyslík -- našich priamych predkov.
StoryEditor