Oxigênio na forma da molécula de oxigênio (O2), produzido por plantas e vital para os animais, felizmente é abundante na atmosfera e nos oceanos da Terra. Pesquisadores que estudam a história do O2 na Terra, Contudo, saiba que foi relativamente escasso durante grande parte dos 4,6 bilhões de anos de existência do nosso planeta.

Então, quando e onde o O2 começou a se acumular na Terra?

Ao estudar rochas antigas, pesquisadores determinaram que em algum momento entre 2,5 e 2,3 bilhões de anos atrás, A Terra passou pelo que os cientistas chamam de "Grande Evento de Oxidação" ou simplesmente "GOE". O O2 se acumulou pela primeira vez na atmosfera da Terra nesta época e está presente desde então.

Por meio de numerosos estudos neste campo de pesquisa, Contudo, surgiram evidências de que havia pequenas quantidades de O2 em pequenas áreas dos antigos oceanos rasos da Terra antes do GOE. E em um estudo publicado recentemente na revista Nature Geoscience , uma equipe de pesquisa liderada por cientistas da Arizona State University (ASU) forneceu evidências convincentes de oxigenação oceânica significativa antes do GOE, em uma escala maior e em profundidades maiores do que anteriormente reconhecido.

Para este estudo, a equipe teve como alvo um conjunto de rochas sedimentares marinhas de 2,5 bilhões de anos da Austrália Ocidental, conhecidas como Mt. McRae Shale. "Essas rochas foram perfeitas para nosso estudo porque foi mostrado anteriormente que foram depositadas durante um episódio de oxigenação anômala antes do Grande Evento de Oxidação, "diz o autor principal Chadlin Ostrander da Escola de Exploração Terrestre e Espacial da ASU.

Os folhelhos são rochas sedimentares que foram, em algum momento no passado da Terra, depositado no fundo do mar de oceanos antigos. Em alguns casos, esses xistos contêm as impressões digitais químicas dos antigos oceanos em que foram depositados.

Para esta pesquisa, Ostrander dissolveu amostras de xisto e separou elementos de interesse em um laboratório limpo, então as composições isotópicas medidas em um espectrômetro de massa. Esse processo foi concluído com a ajuda dos coautores Sune Nielsen do Woods Hole Oceanographic Institution (Massachusetts); Jeremy Owens, da Florida State University; Brian Kendall da Universidade de Waterloo (Ontário, Canadá); os cientistas Gwyneth Gordon e Stephen Romaniello, da Escola de Exploração Terrestre e Espacial da ASU; e Ariel Anbar da Escola de Exploração da Terra e do Espaço e da Escola de Ciências Moleculares da ASU. A coleta de dados levou mais de um ano e utilizou as instalações da Woods Hole Oceanographic Institution, Florida State University, e ASU.

Usando espectrômetros de massa, a equipe mediu as composições isotópicas de tálio e molibdênio do folhelho do Monte McRae. Esta foi a primeira vez que ambos os sistemas de isótopos foram medidos no mesmo conjunto de amostras de xisto. Como hipotetizado, um previsível padrão isotópico de tálio e molibdênio emergiu, indicando que minerais de óxido de manganês estavam sendo enterrados no fundo do mar em grandes regiões do antigo oceano. Para que esse enterro ocorra, O O2 precisava estar presente até o fundo do mar há 2,5 bilhões de anos.

Essas descobertas melhoram a compreensão dos cientistas sobre a história da oxigenação dos oceanos da Terra. O acúmulo de O2 provavelmente não estava restrito a pequenas porções da superfície do oceano antes do GOE. Mais provável, O acúmulo de O2 se estendeu por grandes regiões do oceano e se estendeu até as profundezas do oceano. Em algumas dessas áreas, O acúmulo de O2 parece ter se estendido até o fundo do mar.

"Nossa descoberta nos força a repensar a oxigenação inicial da Terra, "afirma Ostrander." Muitas linhas de evidência sugerem que o O2 começou a se acumular na atmosfera da Terra após cerca de 2,5 bilhões de anos atrás, durante o GOE. Contudo, agora está claro que a oxigenação inicial da Terra é uma história enraizada no oceano. O2 provavelmente se acumulou nos oceanos da Terra - em níveis significativos, de acordo com nossos dados - bem antes de fazer isso na atmosfera. "

"Agora que sabemos quando e onde o O2 começou a crescer, a próxima questão é por que "diz o professor e co-autor da ASU, Anbar." Acreditamos que as bactérias que produzem O2 estavam prosperando nos oceanos muito antes de o O2 começar a se acumular na atmosfera. O que mudou para causar esse acúmulo? É nisso que estamos trabalhando a seguir. "