A região de Pilbara, na Austrália Ocidental, é o lar de um dos mais antigos pedaços sobreviventes da crosta terrestre, que permaneceu geologicamente inalterado desde sua criação, há cerca de 3,5 bilhões de anos.

Alguns dos sinais de vida mais antigos foram encontrados aqui, na área do Pólo Norte, a oeste da cidade de Marble Bar, em rochas negras compostas de quartzo de grão fino chamado chert.

Algumas características do chamado "Apex chert" foram identificadas como restos fossilizados de micróbios muito parecidos com as bactérias que ainda sobrevivem hoje. No entanto, os cientistas debatem a verdadeira origem desses recursos desde que foram descobertos há 30 anos.

Em uma nova pesquisa publicada na Science Advances , mostramos que os compostos ricos em carbono também encontrados no chert podem ter sido produzidos por processos não biológicos. Isso sugere que os supostos "fósseis" não são remanescentes de formas de vida primitivas, mas sim artefatos de processos químicos e geológicos.

Em 1993, o paleobiólogo americano William Schopf detectou filamentos ricos em carbono em afloramentos do Apex chert de 3,45 bilhões de anos. Ele os interpretou como restos carbonizados de micróbios fossilizados semelhantes a cianobactérias, que foram os primeiros organismos produtores de oxigênio da Terra e ainda são abundantes hoje.

A existência de cianobactérias fossilizadas em rochas tão antigas implicaria que a vida já estava bombeando oxigênio para o ar mais de um bilhão de anos antes de a atmosfera da Terra se tornar rica em oxigênio.

Uma peça-chave de evidência a favor da vida foi a associação de compostos orgânicos com os fósseis antigos. Isso ocorre porque as células vivas são compostas de grandes moléculas orgânicas , que compreendem principalmente carbono, bem como hidrogênio, nitrogênio, oxigênio e outros elementos.

Em 2002, a interpretação de Schopf foi contestada pelo paleobiólogo inglês Martin Brasier e sua equipe. Eles mostraram que os "fósseis" exibiam uma variedade de formas e tamanhos não característicos de cianobactérias e, de fato, inconsistentes com a vida microbiana. Além disso, eles também mostraram que os cherts negros com fósseis não eram leitos horizontais depositados no fundo do mar, mas veios angulares cortando as camadas subjacentes de rocha .

Os cherts com fósseis parecem ter se formado em altas temperaturas durante a atividade vulcânica . Brasier argumentou que esse ambiente era hostil à vida e que os "fósseis" eram, na verdade, formados a partir de impurezas de grafite na rocha. Eles também especularam que o carbono associado aos "fósseis" pode nem ser de origem biológica.

Um debate animado se seguiu, e continuou desde então.

Para tentar determinar de onde vieram os depósitos ricos em carbono nos veios de sílex preto, nós os examinamos bem de perto com um microscópio eletrônico de alta ampliação.

Descobrimos que não veio de bactérias fossilizadas. A substância semelhante a óleo ocorre como resíduos em fraturas e como gotículas petrificadas, que antes eram confundidas com fósseis antigos.

As texturas nos veios de sílex preto indicam que eles foram formados quando fluidos quentes ricos em sílica e carbono se moveram através de rachaduras em fluxos de lava abaixo de aberturas no fundo do mar semelhantes às aberturas modernas de " fumante negro ". Ao aproximar-se do fundo do mar, os fluidos quentes infiltraram-se em camadas de sedimentos vulcânicos, substituindo-os por sílex negro.

Se o carbono veio de um fluido tão quente, isso corrobora as descobertas de que os filamentos ricos em carbono no Apex chert não são fósseis. No entanto, também levanta uma nova questão.

Normalmente, compostos orgânicos como petróleo e gás, que são chamados de "combustíveis fósseis" porque se formam a partir de restos mortos de algas, bactérias e plantas, são gerados quando esses restos são enterrados e aquecidos a temperaturas acima de 65 ?. As reações químicas liberam compostos orgânicos, que podem se acumular para formar campos de petróleo e gás.

No entanto, os sedimentos da área do Pólo Norte são muito finos (menos de 50m de espessura), pobres em moléculas orgânicas e imprensados ??entre quilômetros de fluxos de lava. Então, como os compostos orgânicos se formaram em tais ambientes?

Um possível caminho alternativo é sugerido a partir de evidências experimentais e pesquisas sobre meteoritos marcianos . Na ausência de fontes biológicas tradicionais, algumas das moléculas orgânicas nas veias chert podem ter se formado por processos não biológicos.

Por exemplo, quando a água quente circula pela lava ou outra rocha ígnea, a água e o dióxido de carbono podem reagir com as superfícies minerais para formar compostos orgânicos. Reações semelhantes foram propostas para explicar a presença de moléculas orgânicas em meteoritos marcianos e em algumas rochas ígneas da Terra.

O carbono em sílex preto do sertão de Pilbara pode, portanto, representar relíquias de compostos orgânicos que foram produzidos por reações entre água e rocha. De fato, nas aberturas do fundo do mar da Terra primitiva podem ter criado mais compostos orgânicos do que os processos biológicos, tornando difícil distinguir entre fósseis autênticos contendo carbono e artefatos oleosos.

Enquanto mais trabalho está em andamento, os primeiros resultados sugerem que a vida estava apenas sobrevivendo há 3,5 bilhões de anos, lutando para se firmar em um ambiente inóspito. O mundo então foi devastado por erupções vulcânicas regulares que cobriram a superfície da Terra em lava e banhadas por forte radiação solar fluindo através de uma atmosfera sem camada protetora de ozônio.

Olhando mais para trás no tempo, os cherts pretos oferecem um vislumbre de um planeta sem vida. As reações entre a água e a rocha nas chaminés do fundo do mar produziram um coquetel de compostos orgânicos, talvez fornecendo as matérias-primas para a montagem das primeiras células vivas.