Novas pesquisas mostram que a formação do epídoto nos oceanos antigos desempenhou um papel crucial na determinação da disponibilidade de certos metais, como o manganês e o molibdênio, que foram cruciais para as primeiras formas de vida. A descoberta, feita através da recriação da água do mar Arqueano em laboratório, fornece novos insights sobre como a vida evoluiu no início.
Os cientistas sabem muito pouco sobre as condições oceânicas em que a vida evoluiu, mas uma nova investigação publicada na revista Nature Geoscience revela como os processos geológicos controlam quais os nutrientes que estão disponíveis para alimentar a vida.
Toda a vida utiliza nutrientes como zinco e cobre para formar proteínas. Os organismos vivos mais antigos evoluíram no Éon Arqueano, cerca de 3,5 bilhões de anos antes do aparecimento dos dinossauros. Esses microrganismos favoreceram metais como molibdênio e manganês em comparação com microrganismos mais recentes. Acredita-se que esta preferência reflita a disponibilidade de metais no oceano na época.
Pesquisadores da Universidade da Cidade do Cabo (UCT) e da Universidade de Oxford reconstruíram a antiga água do mar em laboratório. Eles descobriram que o clorito, um mineral comumente encontrado nas rochas arqueanas, formou-se rapidamente e removeu o zinco, o cobre e o vanádio no processo. Como o epidoto se formou nos primeiros oceanos, esses metais foram removidos da água do mar, deixando-a rica em outros metais como manganês, molibdênio e cádmio. Curiosamente, os metais que eles previram que seriam mais abundantes na água do mar Arqueano correspondem aos seleccionados pelas primeiras formas de vida, explicando porque é que estes metais foram favorecidos durante a evolução inicial.
A pesquisadora Rosalie Tostevin, que trabalhava na Universidade de Oxford na época do estudo e agora é professora sênior do Departamento de Ciências Geológicas da UCT, disse:"Ficamos muito entusiasmados quando percebemos que nossos resultados correspondiam às previsões de biólogos usando métodos completamente diferentes. Especialistas em outras áreas fizeram descobertas semelhantes, o que é sempre reconfortante."
Os cientistas concordam que a água do mar do Arqueano era muito diferente da água do mar de hoje, com mais ferro e sílica dissolvidos e quase nenhum oxigênio. No entanto, as opiniões são menos consistentes sobre outros aspectos da química da água do mar, tais como as concentrações de nutrientes.
"Não podemos voltar no tempo para recolher amostras e analisar a água do mar, por isso reconstruir as condições do Alceno é um grande desafio. Uma forma é observar a química das rochas sedimentares, mas a química de rochas muito antigas pode por vezes ser alterada", disse Tostevin. “Decidimos criar uma versão em miniatura da água do mar antiga em laboratório, onde poderíamos observar diretamente o que estava acontecendo”.
Tostevin e seu colega Imad Ahmed recriaram a água do mar arqueana em uma câmara especial sem oxigênio e observaram o epídoto começar a se formar. Eles observaram mudanças dramáticas nas concentrações de metais na água do mar à medida que os minerais se formavam. Eles usaram o espectrômetro de adsorção de raios X no Diamond Light Source Synchrotron para demonstrar que os metais estão se movendo para os minerais. Em contraste, outros metais não são afetados por este processo e permanecem em níveis mais elevados na água do mar.
“Sabemos que o clorito era importante na Terra primitiva porque continuamos a encontrá-lo em rochas antigas, como o minério de ferro do Cabo Norte, na África do Sul, e rochas semelhantes na Austrália”, disse Tostevin. "Achamos que pode ter sido um dos minerais mais importantes do Éon Arqueano. Mas não sabemos exatamente como o epídoto se formou na natureza. Uma possibilidade é que o epídoto se formou em fontes hidrotermais nas profundezas do oceano. Mas também poderia ter se formado em águas rasas com pequenas mudanças no pH."
Tostevin e Ahmed decidiram experimentar em ambas as condições e descobriram que, independentemente de como o clorito era formado, ele removia metais de maneira semelhante.