Novas pesquisas lideradas pela Universidade de St. Andrews ajudam a responder a uma das perguntas mais frequentes em geociência. Quando a Terra começou a se tornar habitável para a vida complexa?
A pesquisa, liderada pela Escola de Ciências da Terra e do Meio Ambiente e publicada na revista Proceedings da Academia Nacional de Ciências (PNAS), hoje aborda isso definindo o que ocorreu primeiro, o Grande Evento de Oxidação (GOE) ou o período da Terra da bola de neve paleoproterozóica . O momento relativo desses eventos globais é essencial para entender as mudanças na composição atmosférica e nas condições climáticas, e como os primeiros sinais de vida na Terra começaram.
No início da história da Terra, a atmosfera carecia de oxigênio e, como tal, teria sido hostil a grande parte da vida que cobre o planeta hoje. Por mais de meio século, os geocientistas tentam identificar exatamente quando os níveis de oxigênio atmosférico começaram a subir, permitindo que a Terra se torne mais habitável para uma vida complexa e multicelular. O consenso científico é que o primeiro aumento notável de oxigênio ocorreu durante o Grande Evento de Oxidação (GOE), em algum momento entre 2,4 e 2,3 bilhões de anos atrás.
Associadas a este GOE, rochas do Canadá, África do Sul, Rússia e outros lugares mostram que ocorreu uma grande glaciação global. Evidências geológicas sugerem que as camadas de gelo se estendiam aos trópicos no que foi denominado um evento de ‘bola de neve na Terra’. O que permaneceu incerto, porém, é o momento relativo desses eventos.
A equipe de pesquisadores concentrou-se na definição do momento do GOE, examinando um conjunto de núcleos de perfuração do noroeste da Rússia (Fennoscandia), reunidos como parte do programa internacional de perfuração FAR-DEEP. Os cientistas estudaram duas formações rochosas, a Formação Sedimentar Seidorechka mais antiga e a Formação Sedimentar Polisarka mais jovem.
A equipe conduziu uma análise de isótopo de enxofre para determinar qual era provavelmente o conteúdo de oxigênio da atmosfera no momento em que cada sucessão de rocha foi depositada. Isso exigiu o desenvolvimento de uma nova técnica analítica capaz de analisar, com alta precisão, todos os quatro isótopos estáveis de enxofre. Como resultado, a Universidade de St. Andrews agora possui o único laboratório no Reino Unido com essa capacidade e o segundo laboratório no mundo a desenvolver esse método específico.
Alterações nas quantidades relativas de cada isótopo de enxofre nas amostras permitiram à equipe identificar se os isótopos de enxofre nessas rochas seguem uma proporção previsível, fracionamento dependente de massa ou MDF (mass-dependent fractionation), ou se eles não seguem uma proporção previsível, indicando independente de massa fracionamento ou CIF. Só é possível produzir e preservar MIF (mass-independent fractionation) de enxofre em uma atmosfera sem oxigênio significativo; quando os níveis de oxigênio aumentam, o MDF de enxofre assume o controle. Portanto, um marcador comum para o GOE é essa transição do Fumin para o MDF no registro rochoso.
A análise constatou que a Formação Sedimentar Seidorechka mais antiga preserva o Fumin de enxofre, mas a Formação Sedimentar Polisarka mais jovem preserva as condições de MDF enxofre. Isso significa que o GOE ocorreu em algum momento entre a deposição dessas duas sucessões do rock. Usando restrições de idade publicadas anteriormente, os pesquisadores concluíram que o GOE deve ter ocorrido entre 2,50 e 2,43 bilhões de anos atrás. Esta é uma idade avançada para o GOE, que antes se pensava ter ocorrido 2,48 a 2,39 bilhões de anos atrás e restringe um intervalo de tempo mais estreito, de aproximadamente 70 milhões de anos, no qual ele poderia ter ocorrido.
O principal cientista, Dr. Matthew Warke, da Escola de Ciências da Terra e do Meio Ambiente, disse: “Nossa pesquisa nos permite dizer definitivamente que o GOE precedeu a mais antiga glaciação da Terra na história da bola de neve, pois se pensa que ela ocorreu em torno de 2,42 bilhões de anos Isso levanta a possibilidade de que o aumento de oxigênio na atmosfera da Terra durante o GOE possa ter desencadeado uma das glacações mais graves que o planeta já experimentou.
“Um possível mecanismo pelo qual isso pode ter acontecido, que é consistente com nossos resultados e o pensamento atual, é que o aumento dos níveis de oxigênio atmosférico pode ter desestabilizado criticamente uma estufa dominada por metano, causando a queda rápida da temperatura da superfície. Outros mecanismos podem ter operado, mas crucialmente, nossos resultados descartam quaisquer mecanismos que invoquem que a glaciação das bolas de neve tenha ocorrido antes do GOE, resolvendo um dos mais antigos problemas de ‘galinha ou ovo’ da história da Terra “.
Publicado em 03/06/2020 07h44
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