איזה תהליך אחראי על ייצור מרבית החמצן של כדור הארץ?

חמצן חיוני כדי לאפשר לרבים מצורות החיים של כדור הארץ לשרוד - ללא גישה לחמצן, בני אדם אינם יכולים לחיות יותר מכמה דקות. האוויר שנכנס לריאות האדם מכיל כ- 21 אחוז חמצן. התהליך האחראי על הפקת מרבית החמצן של כדור הארץ מכונה פוטוסינתזה. בתהליך זה, צמחים ואורגניזמים מסוימים אחרים הופכים את אור השמש לחמצן ולמוצרים אחרים.

האטמוספירה של כדור הארץ לא הכילה במקור חמצן. מחשבה שחמצון מנגן, תגובה כימית, היה המקור המקורי לחמצן אטמוספרי. קבוצה של אורגניזמים ימיים המכונה ציאנובקטריה הייתה הראשונה לייצר חמצן באמצעות פוטוסינתזה.

הפוטוסינתזה כיום מתבצעת על ידי מגוון מינים, החל מציאנובקטריה בסיסית וכלה באצות, פיטופלנקטון, צמחים ירוקים ועצים. מינים פוטוסינתטיים מסתמכים על אנרגיית אור מהשמש. הם לוקחים אנרגיה זו, יחד עם מולקולות מים ופחמן דו-חמצני, ומשתמשים במולקולות מים ופחמן דו-חמצני אלה לבניית פחמימות, מקור המזון שלהן. בתהליך זה הם מייצרים גם חמצן, שבעיניהם הוא בעיקר פסולת, אך זהו הכרח להישרדותם של בני אדם ושל אינספור מינים אחרים.

צמחים יבשתיים, או יבשתיים - כגון פרחים, עשבים, שרכים, שיחים ועצים - מייצרים עד מחצית מהחמצן של כדור הארץ. יערות הגשם, על חופותיהם הצפופות ומגוון עצום של מיני צמחים, אחראים בעצמם לשליש מייצור החמצן של כדור הארץ. פונקציה חיונית זו היא אחת משלל הסיבות לכך שבני אדם חייבים לפעול לשימור מערכות אקולוגיות ביער ותחזוקתו.

כמעט כל שאר החמצן בעולם מקורו בפוטוסינתזה המתרחשת באוקיינוסים. פיטופלנקטון הם האורגניזמים העיקריים האחראים לפוטוסינתזה האוקיאנית. צמחים חד תאיים אלה משיגים את מרבית הפחמן הדו-חמצני שלהם לא מהאוויר אלא ממעמקי האוקיאנוס. הרבה מהחמצן שהם מייצרים בסופו של דבר עושה את דרכו לאטמוספירה. ביחס לגודלם, הפיטופלנקטון יצרני מאוד בפוטוסינתזה, בערך פי 200 בהשוואה לעמיתיהם.