Resumo:
Um estudo de rochas sedimentares na África do Sul entre 2,3 mil milhões e 2,25 mil milhões de anos atrás fornece uma nova explicação sobre como o oxigénio subiu e desceu na atmosfera primitiva da Terra. Os pesquisadores analisaram amostras de testemunhos de perfuração do Supergrupo Transvaal na África do Sul e descobriram que o ciclo do fósforo, o estado redox e as mudanças de sulfato no oceano estão interligados. Combinados com modelos biogeoquímicos, eles acreditam que estes feedbacks podem levar a repetidas mudanças dramáticas no conteúdo de oxigénio atmosférico durante o Grande Evento de Oxidação e, ao mesmo tempo, levar a Terra a mudar gradualmente para um ambiente atmosférico persistente contendo oxigénio.
O primeiro aumento significativo de oxigênio na atmosfera da Terra ocorreu entre 2,43 bilhões e 2,06 bilhões de anos atrás, frequentemente chamado de “Grande Período de Oxigenação”. O surgimento do oxigénio não significa que a atmosfera ficou imediatamente estável a partir de então: esta fase também sofreu mudanças climáticas dramáticas e múltiplas eras glaciais, e o ambiente químico do oceano e os nutrientes disponíveis para a vida também mudaram. O fósforo é um elemento-chave necessário para o crescimento da vida, mas o fósforo total detectado nas rochas não é igual ao fósforo que os organismos antigos poderiam utilizar.
A equipe de pesquisa usou um método de classificação de formas de fósforo para dissolver gradualmente diferentes minerais nas rochas, distinguindo componentes como fósforo ligado ao ferro, diagenético, ligado ao orgânico e cristalizado, derivado principalmente de detritos. Com base nisso, eles podem determinar qual fósforo pode ter sido biodisponível no antigo oceano. As amostras mostram que o aumento do desgaste após o fim da era glacial pode ter trazido mais fósforo para o oceano, promovendo a produtividade biológica; posteriormente, as mudanças no nível de oxigênio dos oceanos e no fornecimento de sulfato afetaram a decomposição da matéria orgânica nos sedimentos e a reciclagem do fósforo. O fósforo reentra na água do mar, potencialmente fornecendo condições para o crescimento de mais organismos.
Esse processo, por sua vez, afeta o oxigênio atmosférico. À medida que a produtividade biológica aumenta, mais carbono orgânico pode ser depositado e enterrado no fundo do mar; se este carbono não consumir novamente oxigênio durante a decomposição, haverá um acúmulo líquido de mais oxigênio. Com base nisso, a equipe de pesquisa propôs que uma cadeia de feedback seja formada entre intemperismo, reciclagem de fósforo, estado redox do oceano e sulfato, mas o feedback não mantém o oxigênio suavemente em um nível fixo, mas pode causar flutuações significativas na escala de dezenas de milhões de anos. Os resultados do modelo do artigo apoiam esta interpretação, mas as antigas mudanças atmosféricas ainda são reconstruídas com base em registros e modelos geoquímicos de rochas, em vez de medições diretas.
A pesquisa foi publicada na revista "Nature Communications". Os autores salientam que este mecanismo ajuda a explicar como o oxigénio, os nutrientes e o início da vida co-evoluíram, e também sugerem que o oxigénio não é a única condição que afecta o surgimento de vida complexa. A investigação também pode fornecer uma referência histórica para a compreensão da anóxia oceânica moderna: se os níveis de oxigénio na água do mar diminuírem, a disponibilidade de fósforo e a produtividade dos oceanos também podem mudar. No entanto, as relações de feedback no tempo paleogeológico não podem ser diretamente equiparadas às previsões específicas dos ecossistemas modernos.
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