O Grande Evento de Oxidação: Um caminho de 200 milhões de Anos para a Oxigenação
Descobertas recentes indicam que o “Grande Evento de Oxidação” da Terra se desenrolou num período de 200 milhões de anos.
Novas investigações sublinham a natureza intrincada do Grande Evento de Oxidação, demonstrando que o aumento do oxigénio atmosférico e oceânico foi um processo dinâmico que durou mais de 200 milhões de anos. Esta evolução foi moldada por factores geológicos e biológicos cruciais para o desenvolvimento da vida.
Há cerca de 2,5 mil milhões de anos, o oxigénio, ou O2, começou a acumular-se na atmosfera da Terra a níveis significativos, assinalando um marco crucial na evolução do planeta para suportar formas de vida complexas.
Desvendando a complexidade do Grande Evento de Oxidação (GOE)
Conhecido como o Grande Evento de Oxidação (GOE), este processo foi muito mais complexo do que se pensava, como revelado por uma investigação recente liderada por um geoquímico da Universidade do Utah.
De acordo com Chadlin Ostrander, professor assistente no Departamento de Geologia e Geofísica e principal autor do estudo publicado na Nature a 12 de junho, o GOE durou pelo menos 200 milhões de anos. Até agora, a compreensão da acumulação de oxigénio nos oceanos da Terra tem colocado desafios significativos.
“Os dados emergentes indicam que o aumento inicial de oxigénio na atmosfera terrestre foi dinâmico e ocorreu de forma intermitente até cerca de 2,2 mil milhões de anos atrás”, explicou Ostrander. “Os nossos resultados apoiam esta hipótese e alargam ainda mais esta dinâmica ao ambiente oceânico”.
A sua equipa de investigação internacional, apoiada pelo programa de Exobiologia da NASA, centrou-se em xistos marinhos encontrados no Supergrupo Transvaal da África do Sul. O seu estudo forneceu informações sobre a dinâmica da oxigenação dos oceanos durante uma época crucial da história da Terra.
Através da análise de rácios de isótopos estáveis de tálio (Tl) e de elementos sensíveis a condições redox, identificaram flutuações nos níveis de oxigénio marinho que coincidiram com alterações no oxigénio atmosférico.
Estas descobertas contribuem significativamente para a nossa compreensão dos intrincados processos que influenciaram os níveis de oxigénio da Terra durante um período crítico, preparando o terreno para a evolução da vida tal como a reconhecemos hoje.
“Ainda não temos uma compreensão clara das condições oceânicas, que provavelmente alimentaram as primeiras formas de vida da Terra e a sua evolução”, disse Ostrander, que recentemente se juntou à Universidade do Utah vindo do Woods Hole Oceanographic Institution, em Massachusetts. “Conhecer os níveis de oxigénio nos oceanos e a forma como mudaram ao longo do tempo é provavelmente mais importante para a vida primitiva do que compreender a atmosfera.”
Com base em conhecimentos de investigação anterior sobre a oxigenação da Terra
Esta pesquisa se baseia em trabalhos anteriores de colegas de Ostrander, Simon Poulton, da Universidade de Leeds, no Reino Unido, e Andrey Bekker, da Universidade da Califórnia, Riverside. O seu estudo de 2021 revelou que o oxigénio não se acumulou permanentemente na atmosfera até cerca de 200 milhões de anos após o início do processo de oxigenação global, uma cronologia muito mais tardia do que se pensava anteriormente.
A presença de assinaturas raras de isótopos de enxofre independentes da massa em registros sedimentares antes do GOE serve como evidência convincente de uma atmosfera anóxica. Estes padrões de isótopos de enxofre são difíceis de gerar através de processos naturais na Terra, e a sua persistência no registo rochoso implica fortemente uma falta de O2 atmosférico.
Durante a primeira metade da história da Terra, tanto a sua atmosfera como os seus oceanos eram em grande parte desprovidos de O2. As cianobactérias nos oceanos começaram a produzir este gás antes do GOE, mas o O2 inicial foi rapidamente consumido em reacções com minerais expostos e gases vulcânicos.
Poulton, Bekker e os seus colegas observaram que estas raras assinaturas de isótopos de enxofre desaparecem e reaparecem, indicando múltiplas flutuações nos níveis de O2 atmosférico durante o GOE. Esta era foi marcada por sucessivos aumentos e diminuições dos níveis de oxigénio, em vez de um evento único e isolado.
Desafios na Oxigenação da Terra
Segundo Ostrander, a Terra passou por uma evolução biológica, geológica e química significativa antes de se tornar adequada para a oxigenação. Ostrander compara este processo a uma gangorra, onde a produção e a destruição de oxigénio estavam em equilíbrio, impedindo alterações atmosféricas significativas. Os investigadores ainda estão a investigar quando é que a Terra atingiu um ponto de oxigenação irreversível, deixando de estar em condições anóxicas.
Apesar de o oxigénio constituir atualmente 21% da atmosfera terrestre em peso, logo a seguir ao azoto, permaneceu um componente menor durante centenas de milhões de anos após o GOE.
Técnicas avançadas de análise isotópica
Para estudar a oxigenação oceânica durante o GOE, a equipa de Ostrander utilizou isótopos estáveis de tálio, beneficiando dos recentes avanços na espetrometria de massa. Os isótopos, variantes do mesmo elemento com diferentes contagens de neutrões, desempenham um papel crucial em campos como a arqueologia e a geoquímica.
Isótopos de tálio e indicadores de oxigénio
Os rácios de isótopos de tálio reflectem o enterramento de óxido de manganês no fundo do oceano, um processo que requer O2 na água do mar. A análise dos isótopos de tálio em xistos marinhos, que também acompanhou as flutuações de isótopos de enxofre raros no O2 atmosférico durante o GOE, revelou enriquecimentos no isótopo de tálio de massa mais leve (203Tl).
Estes enriquecimentos coincidem com períodos em que a atmosfera estava oxigenada, como indicado pela ausência de assinaturas de isótopos raros de enxofre. Inversamente, os enriquecimentos desaparecem quando a atmosfera regressa a condições anóxicas, o que está de acordo com os resultados dos elementos sensíveis à redox, outra ferramenta utilizada para estudar as variações antigas de O2.
Ostrander conclui: “Quando os isótopos de enxofre indicam a oxigenação atmosférica, os isótopos de tálio indicam a oxigenação oceânica. A oxigenação e desoxigenação sincronizadas da atmosfera e do oceano fornecem novos conhecimentos sobre a Terra antiga, revelando dinâmicas anteriormente desconhecidas.”
Leia o Artigo Original: Scitech daily
