O oxigênio é essencial para o desenvolvimento de uma vida superior. Contudo, dificilmente estava presente nos oceanos da jovem Terra. Foi somente com a evolução das bactérias fotossintéticas que os oceanos viram um aumento significativo nos níveis de oxigênio. Ao medir a composição do isótopo de tungstênio, uma equipe de pesquisa internacional com a participação de cientistas do Instituto de Geologia e Mineralogia da Universidade de Colônia lançou agora as bases para uma determinação mais precisa do desenvolvimento dos níveis de oxigênio nos oceanos primitivos ao longo do tempo. Prospectivamente, eles esperam percepções mais precisas sobre a evolução da vida.

Em cooperação com cientistas da ETH Zurich, as Universidades de Berna e Tübingen, e o Instituto Leibniz de Pesquisa do Mar Báltico Warnemünde (IOW), geólogos liderados pelo Dr. Florian Kurzweil da Universidade de Colônia analisaram o elemento químico tungstênio, que poderia atuar como um elemento indicador de oxigênio, na água do mar de hoje. Os resultados foram publicados no Proceedings of the National Academy of Sciences ( PNAS ) sob o título "Controle redox da composição isotópica de tungstênio da água do mar".

O tungstênio está presente apenas em pequenas quantidades nos oceanos, tornando difícil determinar com precisão sua concentração. É ainda mais difícil determinar a abundância de isótopos individuais de tungstênio na água do mar. Os isótopos de um elemento têm o mesmo número de prótons, mas diferentes números de nêutrons. Portanto, existem isótopos de tungstênio pesados ​​com muitos nêutrons e isótopos de tungstênio mais leves com menos nêutrons. Os métodos analíticos desenvolvidos na Universidade de Colônia permitem a medição mais precisa da abundância relativa de isótopos de tungstênio atualmente disponível em todo o mundo.

Em uma bacia com mais de 400 metros de profundidade no Mar Báltico, a equipe de pesquisa coletou várias amostras de água, tanto nas águas superficiais ricas em oxigênio quanto nas águas profundas deficientes em oxigênio. Minerais de óxido se formam ao longo do limite de ambas as camadas de água, ligando preferencialmente o tungstênio leve. O tungstênio remanescente na água do mar torna-se, portanto, relativamente mais pesado. O oxigênio é necessário para formar minerais de óxido, portanto, a concentração de oxigênio dos oceanos, em última análise, se correlaciona com a composição isotópica de tungstênio da água do mar.

"O aumento das concentrações de oxigênio nos oceanos da Terra primitiva deveria ter levado a uma maior formação de minerais de óxido, e, portanto, para tungstênio marinho isotopicamente mais pesado, "disse o chefe da expedição de pesquisa Dr. Florian Kurzweil. Os cientistas agora querem mostrar que esse desenvolvimento foi preservado nos sedimentos marinhos. A composição dos isótopos de tungstênio dos sedimentos mais antigos da Terra poderia então rastrear o desenvolvimento dos níveis de oxigênio marinho ao longo de o curso da história da Terra como uma impressão digital genética.