A pesquisa de Mojtaba Fakhraee, estudante de pós-graduação da Universidade de Minnesota Duluth (UMD), e do professor associado Sergei Katsev, avançou um marco importante na evolução do meio ambiente da Terra em cerca de 250 milhões de anos. Embora se acredite que o oxigênio se acumulou pela primeira vez na atmosfera terrestre há cerca de 2,45 bilhões de anos, uma nova pesquisa mostra que os oceanos continham oxigênio em abundância muito antes dessa época, fornecendo habitat rico em energia para a infância. Os resultados dos dois cientistas da UMD e de seu co-autor Sean Crowe, da University of British Columbia, foram publicados na revista revisada por pares Avanços da Ciência .

"Quando minúsculas bactérias no oceano começaram a produzir oxigênio, foi um grande ponto de viragem e mudou a química da Terra, "explicou Katsev." Nosso trabalho aponta o momento em que o oceano começou a acumular oxigênio em níveis que mudariam substancialmente a química do oceano e é cerca de 250 milhões de anos antes do que conhecíamos para a atmosfera. Esse é o período de tempo desde a primeira aparição dos dinossauros até hoje. "

Os resultados são importantes, de acordo com os autores, porque eles aprofundam nossa compreensão das condições na Terra, quando toda a vida consistia de micróbios unicelulares e seus metabolismos que sabemos hoje estavam apenas emergindo.

"Isso nos ajuda a teorizar não apenas sobre o início da vida na Terra, mas também sobre as assinaturas de vida que podemos encontrar em outros planetas, "disse Fakhraee.

As conclusões do estudo são o resultado da criação de um modelo de computador detalhado de reações químicas que ocorreram nos sedimentos do oceano. Os pesquisadores se concentraram no ciclo do enxofre e simularam os padrões nos quais três diferentes isótopos de enxofre poderiam se combinar em antigas rochas sedimentares. Ao comparar os resultados do modelo com uma grande quantidade de dados de rochas antigas e água do mar, eles foram capazes de determinar como os níveis de enxofre e oxigênio estavam ligados e restringiam as concentrações de oxigênio e sulfato na antiga água do mar.

"Estamos tentando reconstruir o funcionamento da infância e dos ambientes iniciais, "disse Katsev." Ninguém estava realmente olhando como os sinais isotópicos que estavam sendo gerados na atmosfera e no oceano estavam sendo transformados no sedimento. Mas tudo o que podemos observar agora é o que foi preservado como rochas, e os padrões isotópicos podem ter sido modificados no processo. "

Muitas dessas pesquisas se baseiam no trabalho anterior dos membros da equipe, e os resultados da modelagem ajudam a reunir algumas das observações que pareciam contraditórias. "Resolvemos alguns quebra-cabeças na linha do tempo histórica e contradições que existiam nos registros de isótopos de enxofre, "disse Fakhraee.