Durante grande parte dos quatro bilhões e meio de anos da Terra, o planeta era estéril e inóspito; só depois que o mundo adquiriu seu manto de oxigênio é que a vida multicelular pôde realmente prosseguir. Mas os cientistas ainda estão tentando entender exatamente como - e por que - nosso planeta obteve essa atmosfera lindamente oxigenada.

"Se você pensar sobre isso, esta é a mudança mais importante que nosso planeta experimentou em sua vida, e ainda não sabemos exatamente como isso aconteceu, "disse Nicolas Dauphas, o Professor Louis Block de Ciências Geofísicas da Universidade de Chicago. "Qualquer progresso que você possa fazer para responder a esta pergunta é muito importante."

Em um novo estudo publicado em 23 de outubro em Ciência , Andy Heard, estudante de graduação da UChicago, Dauphas e seus colegas usaram uma técnica pioneira para descobrir novas informações sobre o papel do ferro oceânico na ascensão da atmosfera terrestre. As descobertas revelam mais sobre a história da Terra, e pode até lançar luz sobre a busca de planetas habitáveis ​​em outros sistemas estelares.

Os cientistas recriaram meticulosamente uma linha do tempo da Terra antiga, analisando rochas muito antigas; a composição química dessas rochas muda de acordo com as condições em que se formaram.

"O interessante sobre isso é que antes do Grande Evento de Oxigenação permanente que aconteceu há 2,4 bilhões de anos, você vê evidências na linha do tempo para essas pequenas explosões tentadoras de oxigênio, onde parece que a Terra estava tentando preparar o cenário para esta atmosfera, "disse Heard, o primeiro autor no artigo. "Mas os métodos existentes não eram precisos o suficiente para extrair as informações de que precisávamos."

Tudo se resume a um quebra-cabeça.

Como os engenheiros de pontes e proprietários de automóveis sabem, se houver água por perto, oxigênio e ferro formam ferrugem. "Nos primeiros dias, os oceanos estavam cheios de ferro, que poderia ter engolido qualquer oxigênio livre que estivesse por perto, "Heard disse. Teoricamente, a formação de ferrugem deve consumir qualquer excesso de oxigênio, não deixando nenhum para formar uma atmosfera.

Heard e Dauphas queriam testar uma maneira de explicar como o oxigênio poderia ter se acumulado apesar desse aparente problema:eles sabiam que parte do ferro nos oceanos estava na verdade se combinando com o enxofre que saía dos vulcões para formar a pirita (mais conhecida como ouro do tolo). Esse processo realmente libera oxigênio na atmosfera. A questão era qual desses processos "ganha".

Para testar isso, Heard usou instalações de última geração no Laboratório de Origens da Dauphas para desenvolver uma nova técnica rigorosa para medir pequenas variações nos isótopos de ferro, a fim de descobrir qual rota o ferro estava tomando. Colaborando com especialistas mundiais da Universidade de Edimburgo, ele também teve que desenvolver uma compreensão mais completa de como funciona o caminho do ferro para a pirita. ("Para fazer sulfeto e realizar esses experimentos, você precisa entender colegas, porque você faz laboratórios cheirar a ovos podres, "Heard disse.) Então, os cientistas usaram a técnica para analisar rochas de 2,6 a 2,3 bilhões de anos da Austrália e da África do Sul.

A análise deles mostrou que, mesmo em oceanos que deveriam ter transformado muito oxigênio em ferrugem, certas condições podem ter promovido a formação de pirita suficiente para permitir que o oxigênio escape da água e, potencialmente, forme uma atmosfera.

"É um problema complicado com muitas peças móveis, mas conseguimos resolver uma parte dele, "disse Dauphas.

"O progresso em um problema tão enorme é realmente valioso para a comunidade, "Heard disse." Especialmente quando estamos começando a procurar exoplanetas, realmente precisamos entender todos os detalhes sobre como nossa própria terra se tornou habitável. "

Enquanto os telescópios vasculham os céus em busca de outros planetas e encontram milhares, os cientistas precisarão definir o que explorar mais para a vida potencial. Ao aprender mais sobre como a Terra se tornou habitável, eles podem procurar evidências de processos semelhantes em outros planetas.

"A maneira como gosto de pensar sobre isso é, A Terra antes do aumento do oxigênio é o melhor laboratório que temos para entender os exoplanetas, "disse Heard.