• Home
  • Química
  • Astronomia
  • Energia
  • Natureza
  • Biologia
  • Física
  • Eletrônicos
  •  science >> Ciência >  >> Natureza
    A atividade vulcânica e as mudanças no manto da Terra foram a chave para o aumento do oxigênio atmosférico

    Esses montes gigantes de estromatólitos fósseis de cerca de 2,5 bilhões de anos atrás estão localizados na África do Sul. Para escala, observe as pernas pendentes de uma pessoa na parte superior central. Esses minerais em camadas foram depositados em um antigo litoral por comunidades de micróbios, incluindo bactérias fotossintéticas que geram oxigênio. O novo estudo sugere que por milhões de anos o oxigênio produzido por esses micróbios reagiu com gases vulcânicos antes de começar a se acumular na atmosfera da Terra, cerca de 2,4 bilhões de anos atrás. Crédito:David Catling / Universidade de Washington

    O oxigênio se acumulou pela primeira vez na atmosfera da Terra há cerca de 2,4 bilhões de anos, durante o Grande Evento de Oxidação. Um quebra-cabeça de longa data é que as pistas geológicas sugerem que as primeiras bactérias estavam fotossintetizando e bombeando oxigênio centenas de milhões de anos antes disso. Para onde tudo estava indo?

    Algo estava impedindo o aumento do oxigênio. Uma nova interpretação de rochas com bilhões de anos mostra que gases vulcânicos são os prováveis ​​culpados. O estudo liderado pela Universidade de Washington foi publicado em junho na revista de acesso aberto Nature Communications .

    "Este estudo revive uma hipótese clássica para a evolução do oxigênio atmosférico, "disse o autor principal Shintaro Kadoya, um pesquisador de pós-doutorado UW em ciências da Terra e espaciais. "Os dados demonstram que uma evolução do manto da Terra poderia controlar uma evolução da atmosfera da Terra, e possivelmente uma evolução da vida. "

    A vida multicelular precisa de um suprimento concentrado de oxigênio, portanto, o acúmulo de oxigênio é a chave para a evolução da vida que respira oxigênio na Terra.

    "Se mudanças no manto controlassem o oxigênio atmosférico, como este estudo sugere, o manto pode definir o ritmo da evolução da vida, "Kadoya disse.

    O novo trabalho baseia-se em um artigo de 2019 que revelou que o manto da Terra primitiva era muito menos oxidado, ou continha mais substâncias que podem reagir com o oxigênio, do que o manto moderno. Esse estudo de antigas rochas vulcânicas, até 3,55 bilhões de anos, foram coletados em sites que incluíam a África do Sul e o Canadá.

    Robert Nicklas, do Scripps Institution of Oceanography, Igor Puchtel da Universidade de Maryland, e Ariel Anbar, da Arizona State University, estão entre os autores do estudo de 2019. Eles também são co-autores do novo artigo, olhando como as mudanças no manto influenciaram os gases vulcânicos que escaparam para a superfície.

    Uma antiga lava komatiita do Vale Komati, na África do Sul. Observe a ferramenta à direita para escala. Os co-autores usaram esses tipos de lavas há mais de 3 bilhões de anos para aprender como a química do manto mudou. Crédito:CSIRO / Wikipedia

    The Archean Eon, quando apenas a vida microbiana estava espalhada na Terra, era mais vulcanicamente ativo do que hoje. As erupções vulcânicas são alimentadas por magma - uma mistura de rocha derretida e semifundida - bem como gases que escapam mesmo quando o vulcão não está em erupção.

    Alguns desses gases reagem com o oxigênio, ou oxidar, para formar outros compostos. Isso acontece porque o oxigênio tende a ter fome de elétrons, assim, qualquer átomo com um ou dois elétrons frouxamente retidos reage com ele. Por exemplo, o hidrogênio liberado por um vulcão se combina com qualquer oxigênio livre, removendo esse oxigênio da atmosfera.

    A composição química do manto da Terra, ou camada mais suave de rocha abaixo da crosta terrestre, em última análise, controla os tipos de rocha derretida e gases provenientes dos vulcões. Um manto inicial menos oxidado produziria mais gases como o hidrogênio, que se combinam com o oxigênio livre. O artigo de 2019 mostra que o manto tornou-se gradualmente mais oxidado de 3,5 bilhões de anos atrás até hoje.

    O novo estudo combina esses dados com evidências de rochas sedimentares antigas para mostrar um ponto de inflexão em algum momento após 2,5 bilhões de anos atrás, quando o oxigênio produzido por micróbios superou sua perda para gases vulcânicos e começou a se acumular na atmosfera.

    "Basicamente, o fornecimento de gases vulcânicos oxidáveis ​​foi capaz de devorar oxigênio fotossintético por centenas de milhões de anos após a evolução da fotossíntese, "disse o co-autor David Catling, um professor de ciências terrestres e espaciais da UW. "Mas à medida que o próprio manto se tornou mais oxidado, menos gases vulcânicos oxidáveis ​​foram liberados. Então o oxigênio inundou o ar quando não havia mais gás vulcânico suficiente para limpar tudo. "

    Isso tem implicações para a compreensão do surgimento de vida complexa na Terra e a possibilidade de vida em outros planetas.

    “O estudo indica que não podemos excluir o manto de um planeta quando consideramos a evolução da superfície e da vida do planeta, "Kadoya disse.


    © Ciência http://pt.scienceaq.com