A Terra pode não ter precisado de um grande evento para se tornar rico em oxigênio



SAN
FRANCISCO
– Talvez o gatilho para o aumento de oxigênio na
Terra não era nada de especial. Talvez essa oxidação não precise de grandes tectônicas
mudanças ou a evolução das plantas terrestres. Em vez disso, a circulação de carbono
dióxido de carbono, oxigênio e fósforo entre a atmosfera da Terra, oceanos, rochas e
A mais simples das formas de vida fotossintetizantes é suficiente para produzir a dramática
mudanças nos gases atmosféricos que ocorreram na história da Terra, novas pesquisas
sugere.

“As transições (oxigênio) que vemos são impulsionadas por
Ciclos de nutrientes da Terra ", disse Benjamin Mills, biogeoquímico e computador
modelador da Universidade de Leeds, na Inglaterra, que em 10 de dezembro na American Geophysical
Reunião anual da União. As descobertas, lideradas pelo geólogo Lewis Alcott de Leeds, foram
também 10 de dezembro em Ciência.

A atmosfera da Terra primitiva era uma mistura fumegante de
vapor de água, CO₂, amônia, sulfeto de hidrogênio e metano. Então, cerca de 2,4
bilhões de anos atrás, o oxigênio na atmosfera subitamente disparou, uma onda conhecida
Enquanto o (SN: 2/6/17) Depois de outro
bilhões de anos ou mais, mais dois grandes pulsos de oxigênio para a atmosfera se seguiram.
Um, chamado Evento de Oxidação Neoproterozóica, que ocorreu em cerca de 800
milhões a 540 milhões de anos atrás, elevou os níveis de oxigênio para 10 a 50
por cento dos níveis modernos e oxidou o oceano de superfície. Durante um pulso final
chamado de Evento de Oxidação Paleozóica, de cerca de 450 a 400 milhões
anos atrás, o oxigênio subiu para níveis modernos na atmosfera e penetrou
no oceano profundo.

Tais pulsos dramáticos imploram uma explicação.
Os pesquisadores consideraram tectônicos, como a formação de supercontinentes,
a elevação e intemperismo das montanhas e a erupção de vastos campos de lava conhecidos
como grandes províncias ígneas. Esses processos, diz a idéia, podem ter canalizado enormes
quantidades de nutrientes para os oceanos em um curto período de tempo, alimentando repentinamente,
algas que mudam o mundo. Outros pesquisadores propõem que os três
aumentos graduais correspondem a três grandes avanços evolutivos: a ascensão da fotossíntese
algas, o florescimento e diversificação dessas algas e a ascensão da terra
plantas.

“Você tem muitas idéias sobre coisas que podem
causar esses eventos graduais ”, disse Mills. “Mas você não tem consenso e você
nem sequer sabem se são realmente necessárias. ”Em vez disso, o novo estudo sugere, o simples ciclo biogeoquímico da Terra
– a reciclagem a longo prazo de
,
oxigênio e fósforo –
foi o suficiente para elevar os níveis de oxigênio do planeta (SN: 10/1/19)

Os pesquisadores primeiro construíram um computador simples
modelo para considerar como o carbono, o oxigênio e o fósforo se movem entre os reservatórios
Terra e interagir uns com os outros.

O fósforo, presente apenas nas rochas, é uma chave
nutriente para criaturas de micróbios a algas e plantas. Adicionando fósforo de
rochas intemperizadas nas águas do oceano podem impulsionar a atividade microbiana ou algal no
coluna de água. Isso pode puxar oxigênio para fora da água, tornando o oxigênio da água
pobre ou anóxico e retirando mais oxigênio dos sedimentos abaixo. Eventualmente,
isso leva a que mais carbono orgânico fique enterrado no solo e mais oxigênio
sendo produzido, até que a química vire novamente com as águas ficando ricas em oxigênio.
Esse oxigênio pode então escapar da água para a atmosfera.

O lento resfriamento do planeta também desempenhou um
papel em permitir que o oxigênio comece a se acumular. A atmosfera da Terra primitiva não era
propício a deixar o oxigênio permanecer: gases escapando do manto como
O planeta resfriado levou a um estado químico chamado redução, no qual o oxigênio é
rapidamente removido da atmosfera através de reações químicas.

Mas na época do Grande Evento de Oxidação,
a atmosfera se tornara menos redutora. Como não está claro, e é uma área para
pesquisas futuras, diz Mills. O resfriamento da Terra pode estar emitindo menos
gases ou podem ter sofrido uma alteração que fez
menos propensos a remover oxigênio (SN: 03/09/19)

Os pesquisadores criaram uma simulação dessas diferentes entradas e saídas e executaram o modelo ao longo de bilhões de anos para observar como os níveis de oxigênio atmosférico e oceânico podem mudar ao longo do tempo como resultado desses fatores. Os resultados, diz Mills, foram notavelmente semelhantes ao registro real dos níveis de oxigênio da Terra reconstruídos usando o registro de rochas. "Nossas conclusões são de que não foram necessários grandes eventos tectônicos ou biológicos", diz ele. E isso sugere “que uma vida complexa pode não ser necessária para construir um mundo de alto oxigênio…. Se você tiver apenas bactérias fotossintéticas simples, como as que existem há 3 bilhões de anos (na Terra), poderá atingir os níveis modernos (de oxigênio). ”

Até este estudo, nenhuma tentativa de reconstruir
A longa história de oxidação da Terra incluiu a história paralela de fósforo –
embora tenha havido "dicas empíricas de que está vinculado", diz Noah
Planavsky, geoquímico da Universidade de Yale, não envolvido no novo estudo. "Nós
sabemos que o oxigênio atmosférico da Terra está fortemente ligado à biosfera ", diz ele,
mas a reconstrução de como esses ciclos interagiram através da história da Terra foi
em falta.

Ainda assim, alguns pesquisadores estão preocupados que deixar
O papel da tectônica, por exemplo, pode resultar em uma simplificação excessiva.
“Certamente esses sistemas biogeoquímicos são importantes. Mas nos dois
Paleoproterozóico e Neoproterozóico, vemos uma sinfonia, se você preferir, de forças
agindo para impulsionar e sustentar a produção de oxigênio ”, afirma a geóloga Ashley Gumsley
da Universidade de Lund, na Suécia. “Isso inclui a montagem e desmontagem de um
supercontinente, com… grandes províncias ígneas enormes, intemperismo químico como
bem como glaciação global, todos agindo juntos. "

Mills reconhece que esses eventos ainda podem
desempenharam um papel na evolução do oxigênio na Terra. “O ponto chave de todos
é que sim, esses eventos ocorreram e poderiam ter causado grandes mudanças no
oxigênio ”, ele diz. Mas os modelos da equipe sugerem que "não precisamos deles".

Essa conclusão é potencialmente uma boa notícia para
pesquisadores que procuram vida em outros planetas, afirma astrobiólogo e
cientista planetário Joshua Krissansen-Totton da Universidade da Califórnia,
Santa Cruz que não estava envolvida no estudo. “O que é mais emocionante sobre isso
papel ", diz ele," é que elimina a necessidade de (desencadear) eventos "ou
organismos fotossintetizantes complexos como plantas terrestres.