Uma amostra de oxigênio antigo, extraído de um depósito de lago evaporativo de 1,4 bilhões de anos em Ontário, fornece novas evidências de como eram a atmosfera e a biosfera da Terra durante o intervalo que levou ao surgimento da vida animal.

As evidências, publicado no jornal Natureza , representam a medição mais antiga de isótopos de oxigênio atmosférico em quase um bilhão de anos. Os resultados apóiam pesquisas anteriores, sugerindo que os níveis de oxigênio no ar durante este período da história da Terra eram uma pequena fração do que são hoje devido a uma biosfera muito menos produtiva.

"Tem sido sugerido há muitas décadas que a composição da atmosfera tem variado significativamente ao longo do tempo, "diz Peter Crockford, que liderou o estudo como um Ph.D. estudante da Universidade McGill. "Fornecemos evidências inequívocas de que era realmente muito diferente há 1,4 bilhão de anos."

O estudo fornece o indicador mais antigo ainda do que os cientistas da Terra se referem como "produção primária, "em que os microrganismos na base da cadeia alimentar - algas, cianobactéria, e assim por diante - produza matéria orgânica a partir do dióxido de carbono e despeja oxigênio no ar.

Uma biosfera menor

"Este estudo mostra que a produção primária 1,4 bilhão de anos atrás era muito menor do que hoje, "diz o coautor sênior Boswell Wing, que ajudou a supervisionar o trabalho de Crockford na McGill. "Isso significa que o tamanho da biosfera global tinha que ser menor, e provavelmente não produziu comida suficiente - carbono orgânico - para sustentar uma grande quantidade de vida macroscópica complexa, "diz Wing, agora é professor associado de ciências geológicas na Universidade do Colorado em Boulder.

Para chegar a essas descobertas, Crockford se juntou a colegas da Universidade de Yale, University of California Riverside, e a Lakehead University em Thunder Bay, Ontário, que coletou amostras imaculadas de sais antigos, conhecido como sulfatos, encontrado em uma formação rochosa sedimentar ao norte do Lago Superior. Crockford enviou as amostras para a Louisiana State University, onde trabalhou em estreita colaboração com os co-autores Huiming Bao, Justin Hayles, e Yongbo Peng, cujo laboratório é um dos poucos no mundo que usa uma técnica especializada de espectrometria de massa capaz de sondar esses materiais em busca de isótopos raros de oxigênio dentro de sulfatos.

O trabalho também lança uma nova luz sobre um trecho da história da Terra conhecido como o "bilhão entediante", porque produziu poucas mudanças biológicas ou ambientais aparentes.

"A produtividade primária subjugada durante meados da era Proterozóica - cerca de 2 bilhões a 800 milhões de anos atrás - está implícita há muito tempo, mas nenhum dado sólido foi gerado para dar um forte apoio a esta ideia, "observa Galen Halverson, um co-autor do estudo e professor associado de ciências terrestres e planetárias na McGill. "Isso deixou em aberto a possibilidade de que houvesse outra explicação para o motivo de o oceano Proterozóico médio ser tão desinteressante, em termos de produção e depósito de carbono orgânico. "Os dados de Crockford" fornecem a evidência direta de que esse ciclo enfadonho do carbono foi devido à baixa produtividade primária. "

Pistas de exoplanetas

As descobertas também podem ajudar a informar a busca dos astrônomos por vida fora de nosso próprio sistema solar.

"Durante a maior parte da história da Terra, nosso planeta foi povoado de micróbios, e projetando no futuro, eles provavelmente serão os administradores do planeta muito depois de nossa partida, "diz Crockford, agora é pesquisador de pós-doutorado na Universidade de Princeton e no Instituto de Ciência Weizmann de Israel. "Compreender os ambientes que eles moldam não apenas nos informa sobre nosso próprio passado e como chegamos aqui, mas também fornece pistas sobre o que podemos encontrar se descobrirmos um exoplaneta habitado. "