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Níveis antigos de oxigênio fornecem pistas sobre o momento da vida e da morte na Terra
As equipes da Universidade da Tasmânia, Toronto e do Instituto Carnegie construíram enormes bancos de dados sobre a química de uma ampla gama de minerais, envolvendo dezenas de milhares de análises coletadas nos últimos 15 anos.
Por Universidade da Tasmânia - 28/02/2022


Uma imagem composta do hemisfério ocidental da Terra. Crédito: NASA

O oxigênio é fundamental para a vida, mas o que promoveu o primeiro aumento do oxigênio atmosférico na Terra e precisamente quando isso aconteceu tem desafiado os cientistas nos últimos 70 anos.

A maioria das pesquisas científicas sugere que o oxigênio aumentou rapidamente cerca de 2,4 bilhões de anos atrás e depois caiu abruptamente nos próximos 200 milhões de anos. Este evento é chamado de Grande Evento de Oxigenação (GOE).

Um novo estudo internacional liderado por uma equipe de geólogos da Universidade da Tasmânia, em colaboração com cientistas do Carnegie Institute em Washington e da Universidade de Toronto, oferece uma teoria alternativa.

Os pesquisadores propõem que a ascensão do oxigênio atmosférico foi um processo muito lento entre 2,8 e 1,8 milhão de anos atrás, relacionado à colisão de placas continentais durante os ciclos dos supercontinentes e à evolução das cianobactérias em nossos oceanos.

O oxigênio atmosférico aumentou durante um período de um bilhão de anos, com um pico próximo aos níveis atuais de 21% de oxigênio por volta de 1,9 bilhão de anos atrás. O oxigênio então declinou por mais um período, conhecido como o bilhão chato.

A pesquisa demonstrou que a evolução dos minerais na crosta terrestre se correlaciona com o aumento do oxigênio devido à presença de novas espécies de metais oxidados que só se tornaram disponíveis devido ao aumento do oxigênio.

A nova teoria usa medições na química redox de minerais que se formam nas rochas e no fundo do mar ao longo do tempo geológico.

O geólogo da Universidade da Tasmânia, professor Ross Large, disse que os resultados são baseados em uma grande quantidade de dados de uma variedade de minerais e isótopos.

As equipes da Universidade da Tasmânia, Toronto e do Instituto Carnegie construíram enormes bancos de dados sobre a química de uma ampla gama de minerais, envolvendo dezenas de milhares de análises coletadas nos últimos 15 anos.

"A tendência mundial em direção à pesquisa baseada em dados está aumentando porque nossa tecnologia está mudando rapidamente, permitindo que milhares de análises sejam adquiridas", explicou o professor Large.

"Muitas pesquisas anteriores sobre este tópico dependiam de análises limitadas, apoiadas por modelos de computador para preencher os dados e tentar prever os resultados. Isso geralmente levou a interpretações 'retas' que ignoraram os ciclos de subida e descida da Terra através tempo geológico."
 
O professor Large diz que o primeiro aumento no oxigênio foi acompanhado por um declínio no dióxido de carbono e metano, produzindo condições oceânicas e atmosféricas mais favoráveis ​​à vida.

“Os antigos oceanos Arqueanos anteriores a 2,6 bilhões de anos atrás eram enriquecidos em elementos tóxicos como arsênico e mercúrio, e muito inóspitos para a vida como a conhecemos”, disse o professor Large.

“Nossa pesquisa mostra que, com o aumento do oxigênio, a química do oceano mudou, os elementos tóxicos diminuíram e elementos importantes para a vida, como fósforo, molibdênio e zinco, tornaram-se mais disponíveis para estimular a mudança evolutiva”.

O professor Large disse que essas grandes mudanças foram provocadas pelo primeiro desenvolvimento da deriva continental relacionada aos ciclos dos supercontinentes, que descrevem a montagem, duração e fragmentação das maiores massas terrestres da Terra.

“A construção de montanhas durante a colisão de placas na primeira fase de cada ciclo do supercontinente levou à erosão de nutrientes para os oceanos, estimulando a vida e a liberação de oxigênio para a atmosfera”, explicou o professor Large.

"Nós propomos que duas fases de construção de montanhas ajudaram a impulsionar o aumento do oxigênio, a produção de novos minerais e a evolução da vida primitiva. A primeira ocorreu cerca de 2,8 bilhões de anos atrás com a formação do supercontinente Kenorland, e a segunda cerca de 2,1 bilhões de anos atrás. , que formou o supercontinente Nuna."

O terceiro ciclo de oxigênio começou há cerca de um bilhão de anos e, a partir de então, os ciclos aumentaram em frequência de cerca de 200 milhões de anos para 60 milhões de anos. Pesquisas anteriores da equipe mostraram que cada ciclo de oxigênio terminava com uma extinção em massa , mas era rapidamente seguido por uma explosão na evolução.

Ao contrário de algumas sugestões, o professor Large não considera que estamos caminhando para outra extinção em massa. Ele disse que as extinções em massa passadas envolveram o aumento do dióxido de carbono para mais de 4.000 partes por milhão (ppm), em comparação com cerca de 300 ppm hoje, e o oxigênio caindo bem abaixo de 10% e possivelmente tão baixo quanto 5%, em comparação com 21% hoje.

Ele sugere que, com base nos ciclos da Terra, a próxima extinção em massa está a cerca de 30 milhões de anos de distância.

 

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