Der anorganische Naturstoff O₂: Aufnahme, Transport und Speicherung

Zusammenfassung

Die hohe Konzentration von potentiell reaktivem Disauerstoff O₂ in der Erdatmosphäre (ca. 21 Vol.%) ist ein Resultat der kontinuierlichen Photosynthese “höherer” Organismen. O₂ ist damit ein Naturstoff, d.h. ein Stoffwechsel-Sekundärprodukt, ebenso wie beispielsweise Alkaloide oder Terpene; ursprünglich handelte es sich sogar um ein ausschließlich toxisches Abfallprodukt. Untersuchungen der Atmosphären von Planeten und Monden haben generell Gehalte von weit unterhalb 1 Vol.% O₂ ergeben; ähnliches wird für die Uratmosphäre der Erde bis vor ca. 2.5 Milliarden Jahren angenommen (Allegre, Schneider). Wegen des Wachstums der Organismen und des daraus folgenden Bedarfs an aus CO₂ gewonnenen reduzierten Kohlenstoffverbindungen (4.4) stieg das Ausmaß der Photosynthese soweit an, daß die gleichzeitig resultierenden Oxidationsäquivalente nicht mehr durch Hilfssubstrate wie etwa Fe(II)- oder S(-II)-Verbindungen abgefangen werden konnten; letztendlich erfolgte die (z.B. Mn-katalysierte, Kap. 4.3) Oxidation des umgebenden Wassers zu Disauerstoff (4.5). Konnte der extrem umweltschädliche Schadstoff O₂ noch eine Weile von reduzierten Verbindungen, insbesondere von bei pH 7 löslichem Fe²⁺ und Mn²⁺ unter Bildung mächtiger oxidischer Ablagerungen wie etwa der “Rotsedimente” des Eisen(III)oxids aufgenommen werden (5.1), so erhöhte sich vor ca. 2.5 Milliarden Jahren auch allmählich die O₂-Konzentration in der Atmosphäre, bis vor etwa 1 Milliarde Jahren das auch heute noch vorhandene recht stabile Gleichgewicht zwischen O₂-Produktion und -Verbrauch mit stationärer Konzentration bei 21 Vol.% und Recycling innerhalb von ca. 2000 Jahren erreicht wurde.