Os níveis de oxigênio da Terra aumentaram e caíram mais de uma vez, centenas de milhões de anos antes do sucesso em todo o planeta do Grande Evento de Oxidação, cerca de 2,4 bilhões de anos atrás, mostra uma nova pesquisa da Universidade de Washington.

A evidência vem de um novo estudo que indica um segundo e muito anterior "cheiro" de oxigênio no passado distante da Terra - na atmosfera e na superfície de uma grande extensão do oceano - mostrando que a oxigenação da Terra foi um processo complexo de repetidas tentativas e fracassos por um longo período de tempo.

A descoberta também pode ter implicações na busca por vida fora da Terra. Os próximos anos trarão novos telescópios terrestres e espaciais poderosos, capazes de analisar a atmosfera de planetas distantes. Este trabalho pode ajudar a evitar que os astrônomos descartem indevidamente "falsos negativos, "ou planetas habitados que podem não parecer ser assim devido a níveis de oxigênio indetectáveis.

"A produção e destruição de oxigênio no oceano e na atmosfera ao longo do tempo foi uma guerra sem evidências de um vencedor claro, até o Grande Evento de Oxidação, "disse Matt Koehler, um estudante de doutorado da UW em ciências terrestres e espaciais e autor principal de um novo artigo publicado na semana de 9 de julho no Anais da Academia Nacional de Ciências .

"Esses eventos transitórios de oxigenação foram batalhas na guerra, quando a balança pender mais a favor da oxigenação. "

Em 2007, co-autor Roger Buick, Professor de ciências terrestres e espaciais da UW, Fez parte de uma equipe internacional de cientistas que encontrou evidências de um episódio - um "sopro" - de oxigênio cerca de 50 milhões a 100 milhões de anos antes do Grande Evento de Oxidação. Eles aprenderam isso perfurando profundamente as rochas sedimentares do Monte McRae Shale, na Austrália Ocidental, e analisando as amostras de vestígios de metais molibdênio e rênio, o acúmulo depende do oxigênio do meio ambiente.

Agora, uma equipe liderada por Koehler confirmou uma segunda aparição de oxigênio no passado da Terra, desta vez, cerca de 150 milhões de anos antes - ou cerca de 2,66 bilhões de anos atrás - e durou menos de 50 milhões de anos. Para este trabalho, eles usaram dois proxies diferentes para o oxigênio - isótopos de nitrogênio e o elemento selênio - substâncias que, cada um à sua maneira, também falam da presença de oxigênio.

"O que temos neste artigo é outra detecção, em alta resolução, de um sopro transitório de oxigênio, "disse Koehler." Os isótopos de nitrogênio contam uma história sobre a oxigenação da superfície do oceano, e essa oxigenação se estende por centenas de quilômetros em uma bacia marinha e dura em algum lugar menos de 50 milhões de anos. "

A equipe analisou amostras de perfurações obtidas por Buick em 2012 em outro local na parte noroeste da Austrália Ocidental, chamado de Formação Jeerinah.

Os pesquisadores perfuraram dois núcleos com cerca de 300 quilômetros de distância, mas através das mesmas rochas sedimentares - um núcleo de amostras de sedimentos depositados em águas mais rasas, e as outras amostras de sedimentos de águas mais profundas. Analisando camadas sucessivas nos anos de rochas mostra, Buick disse, uma mudança "gradual" nos isótopos de nitrogênio "e, em seguida, de volta a zero. Isso só pode ser interpretado como significando que há oxigênio no ambiente. É muito legal - e é repentino."

Os isótopos de nitrogênio revelam a atividade de certos microrganismos marinhos que usam oxigênio para formar nitrato, e outros microorganismos que usam este nitrato para energia. Os dados coletados de isótopos de nitrogênio amostram a superfície do oceano, enquanto o selênio sugere oxigênio no ar da Terra antiga. Koehler disse que o oceano profundo era provavelmente anóxico, ou sem oxigênio, no momento.

A equipe encontrou selênio abundante apenas no buraco raso, o que significa que veio de um terreno próximo, não chegando a águas mais profundas. O selênio é mantido em minerais de enxofre na terra; oxigênio atmosférico mais alto faria com que mais selênio fosse lixiviado da terra por meio do intemperismo oxidativo - "a ferrugem das rochas, "Buick disse - e transportado para o mar.

"Esse selênio então se acumula nos sedimentos do oceano, "Koehler disse." Então, quando medimos um pico na abundância de selênio nos sedimentos do oceano, isso pode significar que houve um aumento temporário no oxigênio atmosférico. "

A descoberta, Buick e Koehler disseram, também tem relevância para detectar vida em exoplanetas, ou aqueles além do sistema solar.

"Acredita-se que uma das bioassinaturas atmosféricas mais fortes seja o oxigênio, mas este estudo confirma que durante a transição de um planeta para se tornar permanentemente oxigenado, seus ambientes de superfície podem ser óxidos por intervalos de apenas alguns milhões de anos e, em seguida, voltar à anóxia, "Buick disse.

"Então, se você não conseguir detectar oxigênio na atmosfera de um planeta, isso não significa que o planeta seja desabitado ou mesmo que não tenha vida fotossintética. Simplesmente que não acumulou fontes de oxigênio suficientes para sobrecarregar os "sumidouros" por mais do que um curto intervalo.

"Em outras palavras, a falta de oxigênio pode facilmente ser um 'falso negativo' para o resto da vida. "

Koehler acrescentou:"Você pode estar olhando para um planeta e não ver nenhum oxigênio - mas ele pode estar repleto de vida microbiana."