p Esta rocha de olho de tigre BIF (formação de ferro em faixas) mostra camadas de ferro que se estabeleceram como compostos da solução oceânica. Antes que o oxigênio se tornasse mais abundante, os oceanos provavelmente estavam cheios de ferro que poderia ter produzido óxido nitroso que entrou na atmosfera primitiva da Terra para mantê-la aquecida. Crédito:Georgia Tech / Allison Carter
p Mais de uma eternidade atrás, o sol brilhou mais fraco do que hoje, mas a Terra permaneceu quente devido a um forte efeito de estufa, a teoria da geociência é válida. O astrônomo Carl Sagan cunhou este "Paradoxo do Sol Jovem Fraco, "e por décadas, pesquisadores têm buscado o equilíbrio certo de gases atmosféricos que poderiam ter mantido a Terra primitiva aconchegante. p Um novo estudo liderado pelo Instituto de Tecnologia da Geórgia sugere que o óxido nitroso, conhecido por seu uso como gás hilariante sedativo dentário, pode ter desempenhado um papel significativo.
p A equipe de pesquisa realizou experimentos e modelagem computacional atmosférica que em detalhes fundamentaram uma hipótese existente sobre a presença de óxido nitroso (N2O), um poderoso gás de efeito estufa, na atmosfera antiga. Pesquisas estabelecidas já apontam para altos níveis de dióxido de carbono e metano, mas eles podem não ter sido abundantes o suficiente para manter o globo suficientemente aquecido sem a ajuda de N2O.
p Jennifer Glass, professor assistente da Georgia Tech, e Chloe Stanton, ex-assistente de pesquisa de graduação no laboratório Glass da Georgia Tech, publicou o estudo no jornal
Geobiologia a semana de 20 de agosto, 2018. Seu trabalho foi financiado pelo Instituto de Astrobiologia da NASA. Stanton é agora um assistente de pesquisa de pós-graduação na Universidade Estadual da Pensilvânia.
p Jennifer Glass em seu laboratório na Georgia Tech. Ela está segurando uma pedra de ferro estromatolítica, que se formou enquanto o ferro se oxidava e deixava as águas do oceano. E eon atrás, o ferro oceânico era alto e poderia ter ajudado a criar óxido nitroso, que pode ter mantido o aquecimento da Terra primitiva. Crédito:Georgia Tech / Allison Carter
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Sem 'bilhão chato'
p O estudo se concentrou no meio do Eon Proterozóico, mais de um bilhão de anos atrás. A proliferação de vida complexa ainda estava a algumas centenas de milhões de anos, e o ritmo da evolução de nosso planeta provavelmente parecia enganosamente lento.
p "As pessoas em nosso campo muitas vezes se referem a este capítulo intermediário na história da Terra, cerca de 1,8 a 0,8 bilhões de anos atrás, como o 'bilhão chato' porque classicamente pensamos nele como um período muito estável, "disse Stanton, o primeiro autor do estudo. "Mas houve muitos processos importantes que afetaram a química dos oceanos e da atmosfera durante este tempo."
p A química no oceano médio-Proterozóico foi fortemente influenciada pelo abundante ferro ferroso solúvel (Fe2 +) em águas profundas livres de oxigênio.
p O fundo do mar elevado é vermelho como ferrugem. À medida que o oxigênio se acumulava nas águas, ferro enferrujado e sem solução. Quando era abundante no oceano, o poderoso reagente químico que poderia ter facilitado a produção de N2O (gás hilariante). Formações de ferro em faixas do Parque Nacional Karijini, Austrália. Crédito:Georgia Tech / Jennifer Glass
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Chave de ferro antigo
p "A química do oceano era completamente diferente naquela época, "disse Glass, o investigador principal do estudo. "Os oceanos de hoje são bem oxigenados, então o ferro enferruja rapidamente e sai da solução. O oxigênio estava baixo nos oceanos Proterozóicos, então eles foram preenchidos com ferro ferroso, que é altamente reativo. "
p Em experimentos de laboratório, Stanton descobriu que o Fe2 + na água do mar reage rapidamente com as moléculas de nitrogênio, especialmente óxido nítrico, para produzir óxido nitroso em um processo chamado quimiodenitrificação. Este óxido nitroso (N2O) pode então borbulhar na atmosfera.
p Quando Stanton conectou os fluxos mais elevados de óxido nitroso no modelo atmosférico, os resultados mostraram que o óxido nitroso poderia ter alcançado dez vezes os níveis atuais se as concentrações de oxigênio no meio do Proterozóico fossem 10% das atuais. Este óxido nitroso mais alto teria fornecido um impulso extra para o aquecimento global sob o Tênue Jovem Sol.
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Respirando gás hilariante
p O óxido nitroso também pode ter sido o que alguma vida ancestral respirou.
p Ainda hoje, alguns micróbios podem respirar óxido nitroso quando o oxigênio está baixo. Existem muitas semelhanças entre as enzimas que os micróbios usam para respirar os óxidos nítrico e nitroso e as enzimas usadas para respirar o oxigênio. Estudos anteriores sugeriram que o último evoluiu dos dois primeiros.
p O modelo da Georgia Tech fornece uma fonte abundante de óxido nitroso em antigos mares ricos em ferro para este cenário evolutivo. E antes do Proterozóico, quando o oxigênio estava extremamente baixo, os primeiros micróbios aquáticos poderiam já estar respirando óxido nitroso.
p "É bem possível que a vida respirasse gás hilariante muito antes de começar a respirar oxigênio, "Glass disse." A quimiodenitrificação pode ter fornecido aos micróbios uma fonte constante dela.
