Yaşamın ilk milyarında hava yok denecek kadar azdı. Erken Dünya atmosferi azot, karbondioksit ve metan ağırlıklıydı; serbest oksijen ise neredeyse sıfırdı. Sonra, yaklaşık 3,5 milyar yıl önce, siyanobakteriler denilen küçük prokaryotlar olağanüstü bir şeyi başardı: güneş fotonlarını yakalayıp suyu parçalayarak karbondioksiti şekere dönüştürdüler — ve bu süreçte serbest oksijen açığa çıktı.

Bu oksijenli fotosentez başlangıçta fark edilemeyecek kadar yavaş işledi. Üretilen oksijen önce okyanus suyundaki eriyik demiri oksitleyerek çökeltti; bugünün demir madenleri olan bantlı demir oluşumları bu sürecin kaydıdır. Ama siyanobakteriler çoğaldıkça birikmeye devam ettiler ve yaklaşık 2,4 milyar yıl önce — Büyük Oksijenleşme Olayı'nda — oksijen atmosfere taşmaya başladı.

Fotosentezin asıl mirası atmosfer değişiminin çok ötesine geçer. Fotosentez, yaşamı güneş enerjisiyle besleyen evrensel bir motor kurdu. Bugün tüm karmaşık besin zincirleri — ağaçtan balinayadek — eninde sonunda fotosentetik bir organizmanın ışık yakaladığı o ilk adıma bağlanır. Milyarlarca yıl sonra insanlar, bu bakterilerin ata tortulaşmış kalıntılarından üretilmiş kömür ve petrolü yakacaktı; fosil yakıtlar, fiilen donmuş güneş enerjisidir.

Batı Avustralya Pilbara kratonundaki stromatolitler — siyanobakteri toplulukları tarafından oluşturulmuş katmanlı biyojenik yapılar — bu sürecin en somut fiziksel tanığıdır. Günümüzde hâlâ Batı Avustralya'nın sığ körfezlerinde yaşayan stromatolit toplulukları, 3,5 milyar yıl önce başlayan bu metabolik mucizeyi sürdürmeye devam eder.