Com’è arrivato l’ossigeno nell’aria?

Al giorno respiriamo circa 2500 litri di ossigeno e possiamo farne a meno solo per pochissimo tempo. Ma precisamente, cos’è l’ossigeno? Come si è generato e come interagisce con il nostro corpo? Alcune curiosità.

Illustrazioni: www.ventdouest.ch


20,95 per cento. Questa è la percentuale in volume di ossigeno molecolare (O2) presente nell’aria che respiriamo ogni giorno. Ma non è sempre stato così. Dopo la sua formazione, circa 4,6 miliardi di anni fa, per molto tempo la Terra è stata un pianeta caldissimo e scomodo. Solo gradualmente si è raffreddata, formando una crosta, oceani e un’at¬mosfera, la quale però non conteneva ancora ossigeno. 

 


La formazione di quest’ultimo infatti è avvenuta altrove: negli oceani di circa 3,5 miliardi di anni fa, piccoli cianobatteri, simili alle odierne alghe blu, hanno iniziato a convertire l’energia della luce solare in energia chimica, scindendo l’ossigeno dall’anidride carbonica e quindi dall’acqua, arricchendo così gli oceani con ossigeno libero. Questo fenomeno, a sua volta, ha consentito l’evoluzione di altri organismi più complessi che hanno avviato la fotosintesi e prodotto ossigeno libero

Un elemento molto reattivo

L’ossigeno è un elemento chimico abbreviato con il simbolo O. Si presenta prevalentemente come un composto di due atomi di ossigeno (O2), ma esiste anche in forma triatomica (O3), meglio conosciuta come ozono. L’ossigeno è un gas inodore e incolore che si condensa sotto forma di un liquido azzurro. Poiché è un elemento molto reattivo che si combina facilmente con altri gas e vari elementi chimici nelle rocce, ci è voluto un bel po’ prima che si accumulasse anche nell’atmosfera. 
Solo quando, circa 2,4 miliardi di anni fa, ha esaurito i partner di reazione, la percentuale di ossigeno nell’atmosfera è aumentata. Di conseguenza, le piante hanno cominciato a colonizzare anche la terra ferma. Attraverso la fotosintesi, con l’aiuto della luce solare, le piante hanno convertito l’acqua e l’anidride carbonica (CO2) in glucosio e ossigeno, cosa che ha fatto aumentare ulteriormente la concentrazione di O2. 
Questo evento abbinato alla formazione dello strato di ozono, il quale protegge la terra dai dannosi raggi ultravioletti del sole, ha permesso l’evoluzione di forme di vita complesse come rettili, anfibi, uccelli e mammiferi.

Una fotosintesi al contrario

Ma cosa succede all’ossigeno che respiriamo? I nostri polmoni sono come un albero a testa in giù che si ramifica sempre più verso il basso: i bronchi diventano bronchioli più fini, e alla loro estremità si trovano circa 300 milioni di cosiddetti alveoli polmonari. Quando inspiriamo, l’ossigeno presente nell’aria inalata raggiunge tali alveoli, i quali sono circondati da innumerevoli vasi sanguigni piccolissimi chiamati capillari. Lo scambio gassoso avviene proprio qui: il sangue povero di ossigeno assorbe l’O2 e allo stesso tempo rilascia CO2, che viene poi espirata. Il sangue trasporta l’ossigeno alle cellule, che lo scompongono in CO2 e acqua insieme al glucosio ottenuto dal cibo. Questo processo biochimico di respirazione cellulare rilascia energia, che è legata sotto forma di adenosina trifosfato (ATP). 
L’ATP è la benzina del corpo umano, perché è indispensabile in tutti i processi, dal movimento all’attività cerebrale sino alla digestione

Questo testo è stato redatto con il supporto specialistico del Prof. Dr. Matthias Erb, professore di interazioni biotiche dell’Istituto di scienze vegetali dell’Università di Berna, e del Prof. Dr. Klaus Mezger, professore di geochimica presso l’Istituto di geologia dell’Univer¬sità di Berna.
 

Cifre e fatti 

Al mondo esistono alcuni organismi microscopici capaci di vivere senza ossigeno molecolare (O2). Questi cosiddetti microbi anaerobici vivono tipicamente in ambienti a basso contenuto di ossigeno, come paludi o sedimenti. 

Il record mondiale di immersione a tempo è di 11:35 minuti, stabilito dal francese Stéphane Mifsud nel 2009. Se è impossibile sopravvivere sottacqua, non va di certo meglio in alta quota: dagli 8000 metri sopra il livello del mare, la concentrazione di ossigeno è così bassa che una persona può rimanere in vita solo per poco più di 48 ore. 

La quantità di ossigeno che un albero produce quotidianamente dipende da vari fattori quali la specie, l’età e lo spessore del legno. In media tuttavia l’ossigeno prodotto da un albero è sufficiente per due esseri umani.