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Os cientistas revelam novas pistas sobre como a Terra obtém seu oxigênio
As descobertas revelam mais sobre a história da Terra e podem até lançar luz sobre a busca por planetas habitáveis em outros sistemas estelares.
Por Louise Lerner - 26/10/2020


A fina camada de oxigênio da atmosfera da Terra nos mantém vivos, embora ainda não saibamos exatamente como ela se formou. Um novo estudo da Universidade de Chicago revela pistas sobre o papel que o ferro teve de desempenhar. Crédito: NASA

Durante grande parte dos quatro bilhões e meio de anos da Terra, o planeta foi árido e inóspito; só depois que o mundo adquiriu seu manto de oxigênio é que a vida multicelular pôde realmente prosseguir. Mas os cientistas ainda estão tentando entender exatamente como - e por que - nosso planeta obteve essa atmosfera maravilhosamente oxigenada.

"Se você pensar sobre isso, esta é a mudança mais importante que nosso planeta experimentou em sua vida, e ainda não temos certeza de como isso aconteceu exatamente", disse Nicolas Dauphas, o professor Louis Block de Ciências Geofísicas da Universidade de Chicago. "Qualquer progresso que você possa fazer para responder a esta pergunta é muito importante."

Em um novo estudo publicado em 23 de outubro na Science , o estudante de graduação da UChicago Andy Heard, Dauphas e seus colegas usaram uma técnica pioneira para descobrir novas informações sobre o papel do ferro oceânico na ascensão da atmosfera terrestre. As descobertas revelam mais sobre a história da Terra e podem até lançar luz sobre a busca por planetas habitáveis em outros sistemas estelares.

Os cientistas recriaram meticulosamente uma linha do tempo da Terra antiga analisando rochas muito antigas; a composição química dessas rochas muda de acordo com as condições em que se formaram.

"O interessante sobre isso é que antes do Grande Evento de Oxigenação permanente que aconteceu 2,4 bilhões de anos atrás, você vê evidências na linha do tempo para essas pequenas explosões tentadoras de oxigênio , onde parece que a Terra estava tentando preparar o palco para esta atmosfera ", disse Heard, o primeiro autor do artigo. "Mas os métodos existentes não eram precisos o suficiente para extrair as informações de que precisávamos."

Tudo se resume a um quebra-cabeça.

Como os engenheiros de pontes e proprietários de carros sabem, se houver água ao redor, oxigênio e ferro formarão ferrugem. "No início, os oceanos estavam cheios de ferro, que poderia ter devorado qualquer oxigênio livre que estivesse por aí", disse Heard. Teoricamente, a formação de ferrugem deve consumir qualquer excesso de oxigênio, não deixando nenhum para formar uma atmosfera.

Heard e Dauphas queriam testar uma maneira de explicar como o oxigênio poderia ter se acumulado apesar desse aparente problema: eles sabiam que parte do ferro nos oceanos estava na verdade se combinando com o enxofre que saía dos vulcões para formar pirita (mais conhecida como ouro de tolo). Esse processo realmente libera oxigênio na atmosfera. A questão era qual desses processos "ganha".

Para testar isso, Heard usou instalações de última geração no Laboratório de Origens da Dauphas para desenvolver uma nova técnica rigorosa para medir pequenas variações em isótopos de ferro a fim de descobrir qual rota o ferro estava tomando. Colaborando com especialistas mundiais da Universidade de Edimburgo, ele também teve que desenvolver uma compreensão mais ampla de como funciona o caminho do ferro para a pirita. ("Para fazer sulfeto e executar esses experimentos, você precisa entender os colegas, porque faz laboratórios cheirar a ovos podres", disse Heard.) Em seguida, os cientistas usaram a técnica para analisar rochas de 2,6 a 2,3 bilhões de anos de idade a partir de Austrália e África do Sul.

A análise mostrou que, mesmo em oceanos que deveriam ter transformado muito oxigênio em ferrugem, certas condições poderiam ter promovido a formação de pirita suficiente para permitir que o oxigênio escapasse da água e potencialmente formasse uma atmosfera.

“É um problema complicado com muitas peças móveis, mas conseguimos resolver uma parte dele”, disse Dauphas.

“O progresso em um problema tão enorme é realmente valioso para a comunidade”, disse Heard. "Especialmente quando estamos começando a procurar exoplanetas, realmente precisamos entender todos os detalhes sobre como nossa própria Terra se tornou habitável."

Enquanto os telescópios rastreiam os céus em busca de outros planetas e encontram milhares, os cientistas precisarão descobrir quais são os que exploram mais em busca de vida potencial. Aprendendo mais sobre como a Terra se tornou habitável, eles podem procurar evidências de processos semelhantes em outros planetas.

"Gosto de pensar que a Terra, antes do aumento do oxigênio, é o melhor laboratório que temos para entender os exoplanetas", disse Heard.

 

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