Então, quando e onde O2 começou a crescer na Terra?

Ao estudar as rochas antigas, os pesquisadores determinaram que, entre 2,5 e 2,3 bilhões de anos atrás, a Terra passou pelo que os cientistas chamam de “Grande Evento de Oxidação” ou “GOE”, para abreviar. O2 acumulado pela primeira vez na atmosfera da Terra neste momento e tem estado presente desde então.

Por meio de numerosos estudos neste campo de pesquisa, no entanto, surgiram evidências de que havia pequenas quantidades de O2 em pequenas áreas dos antigos oceanos rasos da Terra antes do GOE. E em um estudo publicado recentemente na revista Nature Geoscience, uma equipe de pesquisa liderada por cientistas da Universidade Estadual do Arizona (ASU) tem fornecido evidências convincentes para uma significativa oxigenação oceânica antes do GOE, em maior escala e a maiores profundidades do que as previamente reconhecidas.

Para este estudo, a equipe visou um conjunto de rochas sedimentares marinhas de 2,5 bilhões de anos de idade do Oeste da Austrália conhecido como o xisto Mt. McRae. “Estas rochas eram perfeitas para o nosso estudo, pois foi mostrado anteriormente que foram depositadas durante um episódio anómalo de oxigenação antes do Grande Evento de Oxidação”, diz o autor principal Chadlin Ostrander da Escola de Exploração da Terra e Espaço da ASU.

Shales são rochas sedimentares que foram, em algum momento no passado da Terra, depositadas no fundo do mar de oceanos antigos. Em alguns casos, estes xistos contêm as impressões digitais químicas dos antigos oceanos onde foram depositados.

Para esta pesquisa, Ostrander dissolveu amostras de xisto e separou elementos de interesse num laboratório limpo, depois mediu composições isotópicas num espectrómetro de massa. Este processo foi completado com a ajuda dos co-autores Sune Nielsen da Woods Hole Oceanographic Institution (Massachusetts); Jeremy Owens da Florida State University; Brian Kendall da University of Waterloo (Ontário, Canadá); os cientistas Gwyneth Gordon e Stephen Romaniello da School of Earth and Space Exploration da ASU; e Ariel Anbar da School of Earth and Space Exploration e School of Molecular Sciences da ASU. A coleta de dados levou mais de um ano e utilizou instalações da Woods Hole Oceanographic Institution, Florida State University, e ASU.

Utilizando espectrômetros de massa, a equipe mediu as composições isotópicas de tálio e molibdênio do xisto do Monte McRae. Esta foi a primeira vez que ambos os sistemas de isótopos foram medidos no mesmo conjunto de amostras de xisto. Como hipótese, surgiu um padrão previsível de tálio e isótopo de molibdênio, indicando que minerais de óxido de manganês estavam sendo enterrados no fundo do mar sobre grandes regiões do antigo oceano. Para que esse enterramento ocorresse, O2 precisava estar presente até o fundo do mar 2,5 bilhões de anos-ago.

Estas descobertas melhoram a compreensão dos cientistas sobre a história da oxigenação oceânica da Terra. A acumulação de O2 provavelmente não estava restrita a pequenas porções do oceano de superfície antes do GOE. Mais provavelmente, a acumulação de O2 estendeu-se por grandes regiões do oceano e estendeu-se muito para as profundezas do oceano. Em algumas dessas áreas, o acúmulo de O2 parece ter se estendido até o fundo do mar.

“Nossa descoberta nos força a repensar a oxigenação inicial da Terra”, afirma Ostrander. “Muitas linhas de evidência sugerem que o O2 começou a acumular-se na atmosfera da Terra após cerca de 2,5 bilhões de anos atrás, durante o GOE. Contudo, é agora evidente que a oxigenação inicial da Terra é uma história enraizada no oceano. O2 provavelmente se acumulou nos oceanos da Terra – a níveis significativos, de acordo com nossos dados – bem antes de fazê-lo na atmosfera.”

“Agora que sabemos quando e onde o O2 começou a se acumular, a próxima pergunta é por quê” diz o professor e co-autor Anbar do presidente da ASU. “Nós pensamos que as bactérias que produzem O2 estavam prosperando nos oceanos muito antes do O2 começar a se acumular na atmosfera. O que mudou para causar essa acumulação? É nisso que estamos a trabalhar a seguir.”