Miliardi di anni fa, molto prima dell’esistenza di animali, piante o anche solo cellule complesse, la Terra era dominata da una vita microscopica che prosperava in un ambiente completamente alieno rispetto a quello che conosciamo oggi. Gli oceani erano pieni di batteri e archei che non avevano bisogno di ossigeno per sopravvivere, affidandosi invece a processi chimici che fiorivano in un mondo privo di aria respirabile. Poi si verificò uno degli eventi più straordinari e distruttivi nella storia del nostro pianeta: il Grande Evento Ossidativo, quando l’ossigeno iniziò a accumularsi nell’atmosfera. Lungi dall’essere una benedizione, questo improvviso aumento di ossigeno agì come un veleno per la stragrande maggioranza delle forme di vita dell'epoca, spazzando via innumerevoli specie in quella che molti scienziati considerano la prima vera estinzione di massa. Questo apocalisse dimenticato cambiò per sempre la chimica degli oceani, la struttura dell'atmosfera e il corso dell’evoluzione biologica.

La storia inizia con minuscoli organismi chiamati cianobatteri, noti anche come alghe azzurre. Attraverso la fotosintesi, essi sfruttavano la luce solare per produrre energia, rilasciando ossigeno come sottoprodotto. All'inizio, questo ossigeno reagiva con il ferro e altri elementi negli oceani, formando enormi depositi di ossido di ferro che oggi appaiono come formazioni di ferro bandato nelle rocce antiche. Per milioni di anni, l’ossigeno prodotto veniva assorbito da queste reazioni chimiche e rimaneva invisibile nell’aria. Ma alla fine, questi serbatoi saturi non riuscirono più ad assorbire l’ossigeno, che cominciò a sfuggire nell’atmosfera in quantità significative, accumulandosi lentamente ma costantemente. Quello che era un prodotto di scarto per i cianobatteri diventò una tossina letale per la vita anaerobica che aveva dominato la Terra fino a quel momento.

Per quei primi microbi, l’ossigeno era corrosivo, danneggiando la loro macchinaria cellulare. Interi ecosistemi collassarono con l’aumento dei livelli di ossigeno, portando all’annientamento delle comunità microbiche che avevano prosperato in condizioni prive di ossigeno per miliardi di anni. Questo drammatico cambiamento nella chimica atmosferica è talvolta chiamato la catastrofe dell’ossigeno perché rese il pianeta ostile per le forme di vita dominanti dell’epoca. Vastissime popolazioni di organismi anaerobi furono portate all’estinzione, mentre alcuni si adattarono trovando rifugio in ambienti poveri di ossigeno, profondamente nei sedimenti, sotto i suoli inzuppati d'acqua o in parti dell'oceano dove l’ossigeno non poteva arrivare. Ancora oggi, i loro discendenti sopravvivono in ambienti estremi, testimoni del tempo in cui l’ossigeno quasi uccise la vita invece di sostenerla.

Il Grande Evento Ossidativo non fu solo un disastro biologico, ma anche un punto di svolta che rimodellò la Terra stessa. Con l’ossigeno nell’aria, lo strato di ozono si formò progressivamente, proteggendo la superficie dalle dannose radiazioni ultraviolette. Nuovi percorsi metabolici come la respirazione aerobica si evolsero, permettendo agli organismi di estrarre molta più energia dal cibo rispetto a prima. Questo aprì la strada all’ascesa di una vita più complessa nel lontano futuro. Ma per milioni di anni, il pianeta fu intrappolato in un tumulto chimico e climatico. Le evidenze suggeriscono che l'aumento improvviso di ossigeno potrebbe aver contribuito alle glaciazioni globali note come episodi della Terra a Palla di Neve, quando il pianeta si congelò quasi completamente. Il rilascio di ossigeno eliminò anche il metano, un potente gas serra, dall’atmosfera, causando un drastico calo delle temperature. Così, il gas che in seguito avrebbe permesso alla vita di prosperare, quasi la distrusse due volte, prima attraverso la tossicità diretta e poi attraverso una catastrofe climatica.

Dal punto di vista geologico, le tracce del Grande Evento Ossidativo sono evidenti. Rocce antiche di oltre 2,4 miliardi di anni fa conservano la transizione da un mondo senza ossigeno libero a uno in cui l’ossigeno iniziò ad accumularsi. Formazioni di ferro bandato, letti rossi e anomalie isotopiche di zolfo sono tutte indicazioni che rivelano quanto drammatico e globale sia stato il cambiamento. Questi reperti mostrano che il cambiamento non avvenne dall'oggi al domani, ma nell’arco di milioni di anni, con livelli di ossigeno che fluttuavano prima di stabilizzarsi. Tuttavia, l’impatto sulla vita fu profondo e irreversibile. Fu la prima volta che la biologia trasformò l’intera atmosfera, innescando sia distruzione che opportunità su scala planetaria.