Crédito de imagem: NASA
Enquanto dois rovers percorrem Marte em busca de sinais de água e precursores da vida, os geoquímicos descobriram evidências de que os oceanos antigos da Terra eram muito diferentes dos de hoje. A pesquisa, publicada na edição desta semana da revista Science, cita novos dados que mostram que os oceanos da Terra continham menos oxigênio do que os atuais e poderiam ter sido quase desprovidos de oxigênio por um bilhão de anos a mais do que se pensava anteriormente. Essas descobertas podem ajudar a explicar por que a vida complexa mal evoluiu por bilhões de anos depois de surgir.
Os cientistas, financiados pela National Science Foundation (NSF) e afiliados à Universidade de Rochester, foram pioneiros em um novo método que revela como o oxigênio oceânico pode ter mudado globalmente. A maioria dos geólogos concorda que praticamente não havia oxigênio dissolvido nos oceanos até cerca de 2 bilhões de anos atrás, e que eles eram ricos em oxigênio durante a maior parte dos últimos meio bilhão de anos. Mas sempre houve um mistério sobre o período intermediário.
Os geoquímicos desenvolveram maneiras de detectar sinais de oxigênio antigo em áreas específicas, mas não nos oceanos da Terra como um todo. O método da equipe, no entanto, pode ser extrapolado para compreender a natureza de todos os oceanos ao redor do mundo.
"Esta é a melhor evidência direta de que os oceanos globais tinham menos oxigênio durante esse período", diz Gail Arnold, estudante de doutorado em ciências da terra e do meio ambiente na Universidade de Rochester e principal autor do trabalho de pesquisa.
Enriqueta Barrera, diretora do programa da divisão de ciências da terra da NSF, acrescenta: “Este estudo é baseado em uma nova abordagem, a aplicação de isótopos de molibdênio, que permite aos cientistas verificar perturbações globais nos ambientes oceânicos. Esses isótopos abrem uma nova porta para explorar condições anóxicas do oceano às vezes através do registro geológico. ”
Arnold examinou rochas do norte da Austrália que estavam no fundo do oceano há mais de um bilhão de anos atrás, usando o novo método que ela havia desenvolvido por ela e seus co-autores, Jane Barling e Ariel Anbar. Pesquisadores anteriores haviam perfurado vários metros na rocha e testado sua composição química, confirmando que mantinha as informações originais sobre os oceanos preservadas com segurança. Os membros da equipe trouxeram essas rochas de volta aos seus laboratórios, onde usavam a tecnologia recém-desenvolvida - chamada de Espectrômetro de Massa de Plasma Acoplado Indutivamente por Coletor Múltiplo - para examinar os isótopos de molibdênio nas rochas.
O elemento molibdênio entra nos oceanos através do escoamento do rio, dissolve-se na água do mar e pode permanecer dissolvido por centenas de milhares de anos. Ao permanecer na solução por tanto tempo, o molibdênio se mistura bem em todos os oceanos, tornando-o um excelente indicador global. Em seguida, é removido dos oceanos para dois tipos de sedimentos no fundo do mar: aqueles que ficam embaixo das águas, ricos em oxigênio e aqueles que são pobres em oxigênio.
Trabalhando com o co-autor Timothy Lyons, da Universidade do Missouri, a equipe de Rochester examinou amostras do fundo do mar moderno, incluindo os raros locais hoje pobres em oxigênio. Eles aprenderam que o comportamento químico dos isótopos do molibdênio nos sedimentos é diferente dependendo da quantidade de oxigênio nas águas sobrepostas. Como resultado, a química dos isótopos de molibdênio nos oceanos globais depende de quanta água do mar é pobre em oxigênio. Eles também descobriram que o molibdênio em certos tipos de rochas registra essas informações sobre oceanos antigos. Comparadas às amostras modernas, as medições da química do molibdênio nas rochas da Austrália apontam para oceanos com muito menos oxigênio.
Quanto menos oxigênio é a questão. Um mundo cheio de oceanos anóxicos pode ter sérias conseqüências para a evolução. Os eucariotos, o tipo de célula que compõe todos os organismos, exceto as bactérias, aparecem no registro geológico já em 2,7 bilhões de anos atrás. Mas eucariotos com muitas células - os ancestrais de plantas e animais - só apareceram meio bilhão de anos atrás, mais ou menos na época em que os oceanos se tornaram ricos em oxigênio. Com o paleontólogo Andrew Knoll, da Universidade de Harvard, Anbar avançou anteriormente a hipótese de que um período prolongado de oceanos anóxicos pode ser a chave do motivo pelo qual os eucariotos mais complexos mal conseguiam ganhar a vida enquanto seus primos bacterianos prolíficos prosperavam. O estudo de Arnold é um passo importante no teste dessa hipótese.
"É notável que sabemos tão pouco sobre a história dos oceanos do nosso planeta", diz Anbar. "Se houve ou não oxigênio nos oceanos é uma pergunta química direta que você acha que seria fácil responder. Isso mostra o quão difícil é provocar informações do disco de rock e quanto mais há para aprendermos sobre nossas origens. ”
Descobrir quanto menos oxigênio havia nos oceanos no passado antigo é o próximo passo. Os cientistas planejam continuar estudando a química do molibdênio para responder a essa pergunta, com o apoio contínuo da NSF e da NASA, as agências que apoiaram o trabalho inicial. As informações não apenas lançam luz sobre nossa própria evolução, mas podem nos ajudar a entender as condições que devemos procurar ao procurarmos vida além da Terra.
Fonte original: NSF News Release
