A existência de mundos alienígenas habitáveis ??tem sido um dos pilares da cultura popular há mais de um século. No século 19, os astrônomos acreditavam que os marcianos poderiam estar usando ligações de transporte por canal para atravessar o planeta vermelho. Agora, apesar de vivermos em uma época em que os cientistas podem estudar planetas a anos-luz do nosso próprio sistema solar, a maioria das novas pesquisas continua diminuindo as chances de encontrar outros mundos nos quais os humanos possam viver. O maior obstáculo pode ser o oxigênio – os colonos humanos precisariam de uma atmosfera de alto oxigênio para respirar.
Então, como tivemos a sorte de evoluir em um planeta com bastante oxigênio? A história dos oceanos e da atmosfera da Terra sugere que a ascensão aos níveis atuais de O? foi bastante difícil. O consenso atual é de que a Terra sofreu um aumento de três etapas nos níveis de oxigênio atmosférico e oceânico, sendo o primeiro chamado de “Grande Evento de Oxidação”, há cerca de 2,4 bilhões de anos atrás. Depois disso veio o “Evento de Oxigenação Neoproterozóica” cerca de 800 milhões de anos atrás e, finalmente, o “Evento de Oxigenação Paleozóica” cerca de 400 milhões de anos atrás, quando os níveis de oxigênio na Terra atingiram seu pico moderno de 21%.
O que aconteceu durante esses três períodos para aumentar os níveis de oxigênio é motivo de debate. Uma idéia é que novos organismos “bioengenharia” do planeta, reestruturando a atmosfera e os oceanos através de seus metabolismos ou estilos de vida. Por exemplo, o surgimento de plantas terrestres há cerca de 400 milhões de anos atrás poderia ter aumentado o oxigênio da atmosfera através da fotossíntese terrestre, substituindo as bactérias fotossintéticas do oceano, que foram os principais produtores de oxigênio na maior parte da história da Terra. Alternativamente, alterações tectônicas de placas ou erupções vulcânicas gigantescas também foram associadas aos eventos de oxigenação da Terra.
Esta história baseada em eventos de como o oxigênio se tornou tão abundante na Terra implica que temos muita sorte de viver em um mundo com alto oxigênio. Se uma erupção vulcânica não tivesse acontecido ou um certo tipo de organismo não tivesse evoluído, o oxigênio poderia ter parado em níveis baixos. Mas nossas pesquisas mais recentes sugerem que esse não é o caso. Criamos um modelo de computador dos ciclos de carbono, oxigênio e fósforo da Terra e descobrimos que as transições de oxigênio podem ser explicadas pela dinâmica inerente ao nosso planeta e provavelmente não exigiram eventos milagrosos.
Fósforo – o elo que faltava
Uma coisa que achamos que está faltando nas teorias sobre a oxigenação da Terra é o fósforo. Este nutriente é muito importante para bactérias e algas fotossintéticas no oceano. Quanto fósforo marinho existe finalmente controlará a quantidade de oxigênio produzido na Terra. Isso ainda é verdade hoje – e tem sido assim desde a evolução dos micróbios fotossintéticos há cerca de três bilhões de anos atrás.
A fotossíntese no oceano depende do fósforo, mas altos níveis de fosfato também impulsionam o consumo de oxigênio no oceano profundo através de um processo chamado eutrofização. Quando os micróbios fotossintéticos morrem, eles se decompõem, o que consome oxigênio da água. À medida que os níveis de oxigênio caem, os sedimentos tendem a liberar ainda mais fósforo. Esse loop de feedback remove rapidamente o oxigênio. Isso significava que os níveis de oxigênio nos oceanos eram capazes de mudar rapidamente, mas eram amortecidos por longas escalas de tempo por outro processo que envolvia o manto da Terra.
Ao longo da história da Terra, a atividade vulcânica liberou gases que reagem com e removem oxigênio da atmosfera. Esses fluxos de gás diminuíram com o tempo devido ao resfriamento do manto da Terra, e nosso modelo de computador sugere que essa redução lenta, juntamente com a evolução inicial da vida fotossintética, foi tudo o que foi necessário para produzir uma série de aumentos nos níveis de oxigênio.
Esses aumentos escalonados têm uma clara semelhança com o aumento de três etapas no oxigênio que ocorreu ao longo da história da Terra. O modelo também apóia nosso entendimento atual da oxigenação oceânica, que parece ter envolvido numerosos ciclos de oxigenação e desoxigenação antes que os oceanos se tornassem oxigenados de maneira resiliente como são hoje.
O que é realmente empolgante sobre tudo isso é que o padrão de oxigenação pode ser criado sem a necessidade de saltos evolutivos difíceis e complexos, ou eventos vulcânicos ou tectônicos catastróficos circunstanciais. Parece que a oxigenação da Terra pode ter sido inevitável depois que a fotossíntese evoluiu – e as chances de mundos de alto oxigênio existirem em outros lugares poderiam ser muito maiores.
Publicado em 15/12/2019
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