No início da história da Terra, vários bilhões de anos atrás, apenas vestígios de oxigênio existiam na atmosfera e nos oceanos. Os organismos que respiram o ar de hoje não poderiam ter existido nessas condições. A mudança foi causada por bactérias fotossintetizantes, que criou o oxigênio como um subproduto - em grandes quantidades. Camadas de rocha de 2,5 bilhões de anos em vários continentes forneceram indicações de que o primeiro grande aumento na proporção de oxigênio na atmosfera ocorreu então.

Agora, trabalhando com colegas internacionais, Dr. Benjamin Eickmann e Professor Ronny Schönberg, geoquímicos de isótopos da Universidade de Tübingen descobriram camadas na Bacia de Pongola, na África do Sul, que testemunham a produção de oxigênio por bactérias há 2,97 bilhões de anos. Isso torna a Bacia o primeiro lar conhecido de organismos produtores de oxigênio - conhecidos como oásis de oxigênio. O estudo foi publicado no último Nature Geoscience .

As condições na Terra, há cerca de três bilhões de anos, eram inóspitas, para dizer o mínimo. A atmosfera continha apenas um centésimo de milésimo do oxigênio que possui hoje. Os oceanos primitivos quase não continham sulfato; mas eles continham grandes quantidades de ferro ferroso. Quando as bactérias começaram a produzir oxigênio, poderia inicialmente ligar-se a outros elementos, mas começou a enriquecer a atmosfera em um evento de emissão maciça de oxigênio há cerca de 2,5 bilhões de anos.

“Podemos ver isso no desaparecimento de minerais reduzidos nos sedimentos dos continentes. Certas assinaturas de enxofre que só podem ser formadas em uma atmosfera de baixo oxigênio não são mais encontradas, "diz Benjamin Eickmann, o principal autor do estudo. Este evento, que pode ser descrito como poluição ambiental global, entrou para a história da Terra como o Grande Evento de Oxigenação. Foi um desastre para os primeiros tipos de bactérias que evoluíram em condições de baixo oxigênio; o oxigênio os envenenou. "Contudo, depois da primeira grande ascensão, a atmosfera continha apenas 0,2 por cento de oxigênio; hoje está em torno de 21 por cento, "Eickmann explica. Exposto a uma atmosfera que continha quantidades crescentes de oxigênio, os continentes estavam sujeitos a uma erosão acentuada. Isso levou a que mais oligoelementos entrassem nos oceanos. O suprimento aprimorado de nutrientes, por sua vez, levou a mais formas de vida nos mares.

Assinaturas de enxofre como um arquivo da história da Terra

Em seu estudo atual, os pesquisadores investigaram os sedimentos de 2,97 bilhões de anos depositados na Bacia de Pongola, onde hoje é a África do Sul. A partir das proporções de isótopos de enxofre (particularmente o de ³⁴ S / ³² Proporção S), nos sedimentos, os pesquisadores podem concluir que a bactéria usou o sulfato nos mares primitivos como fonte de energia, reduzindo-o quimicamente.

"O sulfato é uma forma de enxofre oxidado. Uma concentração mais alta de sulfato na água indica que oxigênio livre suficiente deve estar presente no mar raso da Bacia de Pongola, "Ronny Schönberg diz. Este oxigênio livre deve ter sido produzido por outro, bactérias fotossintetizantes. Ao mesmo tempo, outra assinatura de isótopo de enxofre (o ³³ S / ³² Razão S) nestes sedimentos indica uma redução contínua, atmosfera com muito baixo teor de oxigênio.

"Isso torna a Bacia de Pongola o oásis de oxigênio mais antigo conhecido até hoje. O oxigênio estava se acumulando na água muito antes do Grande Evento de Oxigenação, Schönberg explica. Várias centenas de milhões de anos depois, o aumento constante dos níveis de oxigênio levou à oxidação da atmosfera, e foi isso que tornou a vida na Terra - em toda a sua variedade como a conhecemos hoje - possível.