Quando a Terra atingiu níveis de oxigênio suficientes para sustentar a vida animal? Pesquisadores da Universidade McGill descobriram que um aumento nos níveis de oxigênio ocorreu em sintonia com a evolução e expansão de ecossistemas eucarióticos complexos. Suas descobertas representam a evidência mais forte até o momento de que níveis extremamente baixos de oxigênio exerceram uma importante limitação na evolução por bilhões de anos.
"Até agora, havia uma lacuna crítica em nossa compreensão dos fatores ambientais na evolução inicial. A Terra primitiva foi marcada por baixos níveis de oxigênio, até que os níveis de oxigênio na superfície aumentaram para serem suficientes para a vida animal. Mas as projeções para quando esse aumento ocorreu variaram em mais de um bilhão de anos - possivelmente até bem antes de os animais evoluírem", diz Maxwell Lechte, pesquisador de pós-doutorado no Departamento de Ciências da Terra e Planetárias sob a supervisão de Galen Halverson da Universidade McGill.

Ironstones fornecem informações sobre o início da vida

Para encontrar respostas, os pesquisadores examinaram rochas sedimentares ricas em ferro de todo o mundo depositadas em ambientes costeiros antigos. Ao analisar a química do ferro nessas rochas, os pesquisadores foram capazes de estimar a quantidade de oxigênio presente quando as rochas se formaram e o impacto que isso teria no início da vida, como microorganismos eucarióticos – os precursores dos animais modernos.

"Essas pedras de ferro oferecem informações sobre os níveis de oxigênio de ambientes marinhos rasos, onde a vida estava evoluindo. O antigo registro de pedra de ferro indica cerca de menos de 1% dos níveis de oxigênio modernos, o que teria um imenso impacto na complexidade ecológica", diz Changle Wang, um pesquisador da Academia Chinesa de Ciências que co-liderou o estudo com Lechte.

“Essas condições de baixo oxigênio persistiram até cerca de 800 milhões de anos atrás, exatamente quando começamos a ver evidências do surgimento de ecossistemas complexos no registro rochoso. ", diz Lechte.

A Terra continua sendo o único lugar no universo conhecido por abrigar vida. Hoje, a atmosfera e os oceanos da Terra são ricos em oxigênio, mas nem sempre foi assim. A oxigenação do oceano e da atmosfera da Terra foi resultado da fotossíntese, um processo usado por plantas e outros organismos para converter luz em energia – liberando oxigênio na atmosfera e criando as condições necessárias para a respiração e a vida animal.

Procurando por sinais de vida além do nosso sistema solar

Segundo os pesquisadores, as novas descobertas sugerem que a atmosfera da Terra foi capaz de manter baixos níveis de oxigênio atmosférico por bilhões de anos. Isso tem implicações importantes para a exploração de sinais de vida além do nosso sistema solar, porque procurar vestígios de oxigênio atmosférico é uma maneira de procurar evidências de vida passada ou presente em outro planeta – ou o que os cientistas chamam de bioassinatura.

Os cientistas usam a história da Terra para medir os níveis de oxigênio sob os quais os planetas terrestres podem se estabilizar. Se os planetas terrestres puderem se estabilizar em baixos níveis de oxigênio atmosférico, como sugerido pelas descobertas, a melhor chance de detecção de oxigênio será procurar seu subproduto fotoquímico ozônio, dizem os pesquisadores.

"O ozônio absorve fortemente a luz ultravioleta, tornando possível a detecção de ozônio mesmo em baixos níveis de oxigênio atmosférico. Este trabalho enfatiza que a detecção ultravioleta em telescópios espaciais aumentará significativamente nossas chances de encontrar prováveis ​​sinais de vida em planetas fora do nosso sistema solar", diz Noah. Planavsky, biogeoquímico da Universidade de Yale.

Mais estudos geoquímicos de rochas desse período permitirão aos cientistas pintar uma imagem mais clara da evolução dos níveis de oxigênio durante esse período e entender melhor os feedbacks sobre o ciclo global de oxigênio, dizem os pesquisadores.