¿De dónde vino el aire que respiramos?
La opinión de los astrónomos es que los planetas
nacieron de torbellinos de gas y polvo, constituidos en general por
los diversos elementos presentes, en proporciones correspondientes a
su abundancia cósmica. Un 90 por 100 de los átomos eran hidrógeno
y otro 9 por 100 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 sí nació de una
mezcla rocosa de silicatos y sulfuros de magnesio, hierro y aluminio,
cuyas moléculas se mantenían firmemente unidas por fuerzas
químicas. El exceso de hierro fue hundiéndose lentamente a través
de la 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 los vanos 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 sí por parejas para formar moléculas de hidrógeno
(H2),
o bien se combinaron con otros átomos: con oxígeno para formar agua
(H2O),
con nitrógeno para formar amoníaco (NH3)
o con carbono para formar metano (CH4).
A medida que el material de este planeta en ciernes se
fue apelotonando, el efecto opresor de la presión y el aún más
violento de la acción volcánica fueron expulsando los gases. Las
moléculas de hidrógeno y los átomos de helio y neón, al ser
demasiado ligeros para ser retenidos, escaparon 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, pero no todo, se condensó 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 ultravioletas del
cercano Sol rompieron las moléculas de vapor de agua en hidrógeno y
oxígeno. El hidrógeno escapó, pero el oxígeno fue acumulándose y
combinándose 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 día atmósferas compuestas por nitrógeno y
anhídrido carbónico, mientras que la Tierra debió de tener una
parecida hace miles de millones de años, cuando empezó a surgir la
vida.
Esa atmósfera es además
estable. Una vez formada, la ulterior acción de los rayos
ultravioletas sobre el vapor de agua hace que se vaya acumulando
oxígeno libre (moléculas formadas por dos átomos de oxígeno, O2).
Una acción ultravioleta aún más intensa transforma ese oxígeno en
ozono (con tres átomos de oxígeno por molécula, O3).
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 muy
escasa, con lo cual se detiene la evolución química de la
atmósfera..., al menos hasta que aparezca algo nuevo.
Pues bien, en la Tierra apareció de hecho algo nuevo. Fue el
desarrollo 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 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.
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