quando e onde a Terra obteve seu oxigênio?

rochas grandes e planas em águas azuis rasas.
estromatólitos em Shark Bay, Austrália Ocidental. Acredita-se que esses estromatólitos fossilizados sejam algumas das formas de vida mais antigas da terra e sejam compostos de organismos que provavelmente contribuíram para o O2 que os cientistas estão inferindo existir na terra antiga (ou seja, cianobactérias). Imagem via Ariel Anbar, Arizona State University.

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o oxigênio na forma da molécula de Oxigênio (O2), produzida por plantas e vital para os animais, é abundante na atmosfera e nos oceanos da Terra. Mas nem sempre foi esse o caso. Quando, e em que ambientes, o O2 começou a se acumular na Terra? Um novo estudo que analisou rochas antigas na Austrália Ocidental sugere que começou a acontecer mais cedo do que pensávamos.O O2 na terra era relativamente escasso para grande parte da existência de 4,6 bilhões de anos do nosso planeta. Mas em algum momento, a terra sofreu o que os cientistas chamam de Grande Evento de oxidação ou GOE, para abreviar, à medida que os micróbios do oceano evoluíram para produzir O2 por meio da fotossíntese. O2 se acumulou pela primeira vez na atmosfera da terra neste momento e está presente desde então. Acredita-se que isso tenha acontecido entre 2,5 e 2,3 bilhões de anos atrás.Através de numerosos estudos neste campo de pesquisa, no entanto, surgiram evidências de que havia pequenas quantidades de O2 em pequenas áreas dos antigos oceanos rasos da Terra antes do GOE. O novo estudo publicado em 25 de fevereiro de 2019 na revista Nature Geoscience, forneceu evidências de oxigenação significativa do oceano antes do GOE, em maior escala e em maiores profundidades do que o anteriormente reconhecido.

 cena subaquática com rochas esburacadas redondas.
Estromatolita em Shark Bay, Austrália Ocidental. Imagem via Ariel Anbar, ASU.

para este estudo, a equipe teve como alvo um conjunto de rochas marinhas de 2,5 bilhões de anos chamadas estromatólitos da Austrália Ocidental, conhecidas como Mt. Xisto McRae. Estromatólitos são rochas sedimentares formadas pelo crescimento de camada sobre camada de cianobactérias, um unicelulares micróbio que obtém energia através da fotossíntese, liberando oxigênio como subproduto. Chadlin Ostrander, da Escola de exploração da terra e do espaço da Universidade Estadual do Arizona, é o principal autor do estudo. Ele disse em um comunicado:

essas rochas foram perfeitas para o nosso estudo porque foram previamente depositadas durante um episódio anômalo de oxigenação antes do Grande Evento de oxidação.

para esta pesquisa, a equipe dissolveu amostras e separou elementos de interesse em um laboratório, então mediu composições isotópicas em um espectrômetro de massa. Sua análise determinou que as rochas só poderiam ter suas assinaturas químicas da Rocha, o que significava que o O2 precisava estar presente até o fundo do mar há 2,5 bilhões de anos. Leia mais sobre como os cientistas fizeram o estudo aqui.

3-D Diagrama retangular com camadas de rosa, roxo, azul e verde.
o Mt de 2,5 bilhões de anos. O xisto McRae da Austrália Ocidental foi analisado para composições de isótopos de tálio e molibdênio, revelando um padrão que indica que minerais de óxido de manganês estavam sendo enterrados em grandes regiões do antigo fundo do mar. Para que esse enterro ocorresse, a O2 precisava estar presente até o fundo do mar há 2,5 bilhões de anos. Imagem via Chad Ostrander / Arizona State University.Os pesquisadores sugerem que o acúmulo de O2 provavelmente não se restringiu a pequenas porções do oceano superficial do planeta antes do GOE. Mais provavelmente, dizem eles, é que o acúmulo de O2 se estendeu por grandes regiões do oceano e muito para as profundezas do oceano – em algumas áreas, mesmo até o fundo do mar.

Ostrander disse:

nossa descoberta nos obriga a repensar a oxigenação inicial da Terra. Muitas linhas de evidência sugerem que o O2 começou a se acumular na atmosfera da terra depois de cerca de 2,5 bilhões de anos atrás durante o GOE. No entanto, agora é evidente que a oxigenação inicial da Terra é uma história enraizada no oceano. O2 provavelmente se acumulou nos oceanos da Terra — a níveis significativos, de acordo com nossos dados-bem antes de fazê-lo na atmosfera.

homem agachado na sujeira marrom-avermelhada com a mão na rocha composta de círculos concêntricos.
pesquisador Chad Ostrander com um estromatolito fossilizado de 2,7 bilhões de anos na Austrália Ocidental. Imagem via Chad Ostrander / Arizona State University.Bottom line: um novo estudo que analisou rochas antigas na Austrália Ocidental sugere que o O2 na atmosfera da Terra começou a se acumular mais cedo do que se pensava.

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