Khoảng 21% bầu khí quyển của Trái đất được tạo thành từ oxy. Tuy nhiên để có được trạng thái oxy mà con người có thể thở được như hiện nay, bầu khí quyển của chúng ta đã phải trải qua một thời gian dài để phát triển. Cách đây khoảng 4,6 tỷ năm, hỗn hợp các loại khí đầu tiên tạo thành một lớp dày xung quanh hành tinh của chúng ta tương tự như loại khí thải ra từ núi lửa, chẳng hạn như mêtan, hydro sunfua và carbon dioxide.
About 21% of Earth’s atmosphere is made up of oxygen. However, for our atmosphere to reach its current breathable state, it had to undergo a long process of development. Around 4.6 billion years ago, the initial mixture of gases that formed a thick layer around our planet resembled volcanic emissions, including methane, hydrogen sulfide, and carbon dioxide.
Đó là những thời điểm với những biến động lớn, khi trong lòng Trái Đất bị khuấy đảo bởi các vật liệu dễ bay hơi, những va chạm không ngừng mang lại nguồn cung cấp vật chất mới liên tục cho Hệ Mặt Trời. Dòng khoáng chất ổn định từ trong không gian rơi xuống cũng cung cấp nhiều nito hơn ở dạng amoniac.
It was a time of great upheaval, as Earth’s interior was being stirred by volatile materials, and constant collisions brought a continuous supply of new matter to the Solar System. A steady influx of minerals from space also delivered more nitrogen in the form of ammonia.
Oxy xuất hiện trong bầu khí quyển của Trái đất khi nào?
When Did Oxygen Appear in Earth’s Atmosphere?
Các nhà khoa học vẫn chưa chắc chắn rằng trận mưa khoáng ban đầu cung cấp bao nhiêu nitơ cho hành tinh của chúng ta. Tuy nhiên khoảng 4,3 tỷ năm trước, các điều kiện địa ngục của Trái đất cuối cùng cũng bắt đầu nguội dần. Thời gian tích tụ các vùng nước cũng đủ lâu để tạo ra các phản ứng địa hóa, tiền thân cho các hiện tượng hóa sinh, tạo ra bầu khí quyển dày đặc cho hành tinh của chúng ta, chủ yếu từ carbon dioxide và nitơ.
Scientists are still uncertain how much nitrogen the early mineral rain provided to our planet. However, around 4.3 billion years ago, Earth’s hellish conditions finally began to cool. Water started accumulating for long enough to trigger geochemical reactions, which were precursors to biochemical phenomena. These reactions gradually shaped a dense atmosphere, primarily made up of carbon dioxide and nitrogen.
Hoạt động núi lửa cũng làm bốc lên những luồng khí oxy nhưng nó đã chuyển hóa thành các dạng khí khác ngay sau đó, cho nên trong khoảng 1 tỷ năm đầu tiên Trái Đất gần như không có oxy.
Volcanic activity also released plumes of oxygen gas, but it quickly reacted with other elements and transformed into different compounds. Therefore, during the first billion years, Earth had little to no free oxygen.
Sự kiện oxy hóa lớn trên Trái Đất xảy ra như thế nào?
How Did the Great Oxidation Event Occur?
Trái Đất của chúng ta đã có những nỗ lực đầu tiên trong lĩnh vực sinh học nhằm lấy năng lượng, kết hợp và giữ một nhóm phân tử lại với nhau và tái sử dụng nó để xây dựng các vật liệu hữu cơ. Trong hàng trăm triệu năm hình thành Trái Đất, đã có những thời điểm mà cơ chế thu năng lượng do ánh sáng mặt trời cung cấp từ một số chất hóa học nhất định đã được bắt đầu. Về mặt kỹ thuật nó là sự quang hợp, nhưng nó không để lại lượng oxy dư thừa.
Earth eventually made its first biological attempts to harness energy, combining and retaining groups of molecules and reusing them to build organic material. During the hundreds of millions of years that Earth formed, some mechanisms began capturing solar energy through specific chemical substances. Technically, this was photosynthesis, but it did not produce excess oxygen.
Có thể sự đa dạng về các sự kiện quang hợp tạo oxy này đã bắt nguồn từ khoảng 3 tỷ năm trước, hoặc sớm hơn. Hệ thống quang học này đã thúc đẩy sự hình thành các vi sinh vật nguyên thủy, cho phép chúng tái kết hợp carbon dioxide và nước để tạo thành các khối mới cần thiết cho sự sống, kèm theo một nguồn năng lượng dồi dào.
The diversity of oxygen-producing photosynthetic events may have started as early as 3 billion years ago or earlier. This photosynthetic system led to the formation of primitive microorganisms that could recombine carbon dioxide and water into essential building blocks for life, along with a surplus of energy.
Mặc dù qua hàng trăm triệu năm khí oxy “sôi sục” qua các đại dương trên hành tinh, nhưng bầu khí quyển của chúng ta vẫn chưa có nhiều thay đổi. Lý do đằng sau sự thiếu oxy được giải thích là do những cơn mưa thiên thạch trượt qua bầu trời đã để lại các loại khí dễ bay hơi dễ dàng phản ứng với các vết nhỏ nhất của oxy phân tử. Tuy nhiên, dù sự hình thành diễn ra chậm, thì khí oxy nhỏ giọt cũng đã được tích tụ ở mức đáng kể, dẫn đến sự kiện oxy hóa lớn.
Despite oxygen “bubbling” through Earth’s oceans for hundreds of millions of years, the atmosphere remained mostly unchanged. The lack of oxygen is believed to be due to meteor showers leaving behind volatile gases that easily reacted with even trace amounts of molecular oxygen. However, even though oxygen formation was slow, it gradually accumulated to a significant level, leading to the Great Oxidation Event.
Oxy có phải là một thứ tốt cho sự sống trên Trái đất?
Is Oxygen a Good Thing for Life on Earth?
Trên lý thuyết hóa học, oxy là một nguyên tố phản ứng khá mạnh. Ngày nay, chúng ta có các enzym chuyên biệt để hạn chế tối đa những tác hại mà oxy tự do có thể gây ra cho các phân tử hữu cơ mỏng manh hơn, chẳng hạn như DNA. Vì vậy, có thể khẳng định rằng, các sinh vật ban đầu đã có sự thích nghi rất tốt để đối phó với sự thiếu oxy, nếu không chúng sẽ chết hàng loạt.
Chemically speaking, oxygen is a highly reactive element. Today, we have specialized enzymes that minimize the damage free oxygen can do to more delicate organic molecules like DNA. Early life forms must have adapted remarkably well to low-oxygen environments—otherwise, they would have perished in large numbers.
Những nghiên cứu về đồng vị bị chôn vùi trong các khoáng chất khoảng 2 tỷ năm tuổi cho thấy nồng độ oxy giảm xuống khi carbon bị cô lập trong các vi khuẩn. Tuy nhiên, việc giải thích về những tài liệu cổ này được cho là không chính xác, các nghiên cứu khác đã đặt các câu hỏi giả định, cho thấy sự sụt giảm oxy có thể không đến từ những tổn thất về sinh mạng.
Studies of isotopes buried in 2-billion-year-old minerals show a decrease in oxygen when carbon was sequestered within microbial life. However, the interpretation of these ancient records is still debated, and some researchers argue the oxygen drop may not have been due to a mass extinction.
Một cột mốc đáng nhớ, vào khoảng 600 triệu năm trước, nồng độ oxy phân tử trong bầu khí quyển của chúng ta cuối cùng đã đạt khoảng 21%. Khá trùng hợp là giai đoạn lịch sử này cũng ghi nhận sự xuất hiện phức tạp của hệ sinh vật. Vẫn khó để khẳng định về vai trò của oxy vào thời điểm đó. Ngày nay, oxy là phương tiện cần để giải phóng một nguồn cung cấp lớn từ năng lượng từ các hydrocacbon – nhiên liệu hoàn hảo cho sự di chuyển cho sinh vật đa bào hiện đại.
A key milestone occurred around 600 million years ago when molecular oxygen levels in our atmosphere finally reached approximately 21%. Coincidentally, this period also marked the emergence of complex life forms. While the exact role of oxygen at the time remains unclear, it is now essential for releasing large energy supplies from hydrocarbons—an ideal fuel for the mobility of modern multicellular organisms.
Liệu Trái đất có bao giờ mất oxy?
Could Earth Ever Lose Its Oxygen?
Khi Mặt Trời còn chiếu sáng, thực vật còn nở hoa và quá trình quang hợp diễn ra mạnh mẽ thì hành tinh của chúng ta sẽ vẫn luôn duy trì một lượng oxy nhất định trong bầu khí quyển. Tuy nhiên, sự cân bằng này sẽ không bao giờ là vĩnh viễn. Theo các nhà khoa học dự đoán, khoảng 1 tỷ năm nữa, bức xạ mặt trời sẽ đủ mạnh để tách carbon dioxide ra. Nếu không đủ khí, quá trình quang hợp sẽ bị kìm hãm, kéo theo sự giảm sút oxy đáng kể.
As long as the Sun shines, plants continue to bloom, and photosynthesis remains active, our planet will maintain a certain level of atmospheric oxygen. However, this balance is not permanent. Scientists predict that in about a billion years, solar radiation will become strong enough to break down carbon dioxide. Without sufficient CO₂, photosynthesis will decline, leading to a significant drop in oxygen levels.
Sưu tầm.
Collected.
—————————-
TRUNG TÂM NGOẠI NGỮ LIÊN LỤC ĐỊA (I-CLC)
CN HCM: 46 Đường 65, KDC Tân Quy Đông, P. Tân Phong, Quận 7
CN Nha Trang: Lô số 12, Đường B2, Khu Đô Thị Vĩnh Điềm Trung, Xã Vĩnh Hiệp, Tp Nha Trang
0917729932
#ICLC #tienganhtieuhoc #tienganhtreem #IELTS
