اکسیژن در زمین اولیه ممکن است از کوارتز له شده توسط زمین لرزه به دست آمده باشد

زمین لرزه ها و سایر فرآیندهای زمین شناسی ممکن است واکنش های تولید اکسیژن را فعال کرده باشند که تکامل برخی از اولین موجودات زمین را شکل داده است.

امروزه اکسیژن حدود یک پنجم جو زمین را تشکیل می دهد و بیشتر آن توسط گیاهان و میکروب ها تولید می شود. اینطوری شروع نشد اکسیژن بسیار کمی در اتمسفر وجود داشت تا اینکه سطوح در طی رویداد اکسیداسیون بزرگ بین 2.4 تا 2.3 میلیارد سال پیش به لطف گسترش سریع میکروب هایی که از طریق فتوسنتز اکسیژن آزاد می کنند، افزایش یافت.

با این حال، حضور گسترده آنزیم های آنتی اکسیدان در سراسر درخت زندگی نشان می دهد که یک اجداد مشترک که قبل از رویداد بزرگ اکسیداسیون وجود داشته است در معرض مقداری اکسیژن قرار گرفته است.

مارک تیمنس از دانشگاه کالیفرنیا در سن دیگو و همکارانش سنگ کوارتز را زمین‌ریزی کردند و آن را تحت شرایط شیمیایی مشابه زمین قبل از سطوح بالای اکسیژن در معرض آب قرار دادند. محققان از کوارتز استفاده کردند زیرا ساده ترین و رایج ترین کانی سیلیکات است.

آنها دریافتند که کریستال های شکسته روی سطح کوارتز می توانند با آب واکنش داده و اکسیژن مولکولی و دیگر گونه های اکسیژن فعال مانند پراکسید هیدروژن را تشکیل دهند. تیموتی لیونز از دانشگاه کالیفرنیا، ریورساید که در این کار نقشی نداشت، می‌گوید این مولکول‌ها که به عنوان رادیکال‌های آزاد نیز شناخته می‌شوند، برای تکامل اولیه حیاتی بوده‌اند، زیرا می‌توانند به DNA و سایر اجزای سلول‌ها آسیب برسانند.

او می گوید: «زندگی توانست خیلی زود توانایی های آنزیمی مقابله با اثرات مضر این گونه ها را توسعه دهد.

در طبیعت، کوارتز و سایر کانی های سیلیکات می توانند به طور مشابه توسط زلزله، فرسایش یا یخ متحرک ساییده شوند. سپس آنها می توانند با آب تعامل کنند تا همان مولکول های اکسیژن را تولید کنند. محققان تخمین زدند که فرآیندهای لرزه ای به تنهایی می توانند 100 میلیارد برابر بیشتر از واکنش های اتمسفر پراکسید هیدروژن تولید کنند که منبع احتمالی دیگری از اکسیژن غیر زنده است.

لیون می گوید که سازگاری با این منبع لرزه ای اکسیژن ممکن است به برخی از موجودات کمک کرده باشد که از تغییر رادیکال در شیمی زمین که صدها میلیون سال بعد با رویداد بزرگ اکسیداسیون همراه بود، زنده بمانند.

محققان می‌افزایند که فرآیندهای زمین‌شناسی مشابه در دیگر اجرام سیاره‌ای، مانند طوفان‌های شن در مریخ یا نوسانات جزر و مدی در قمر زحل، انسلادوس، نیز می‌توانند اکسیژن تولید کنند که می‌تواند عامل مهمی برای تشخیص حیات در آن دنیاها باشد.