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Sexta-feira, Maio 20, 2022

O que a ascensão do oxigênio na Terra primitiva nos diz sobre a vida alienígena em outros planetas

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Ironstones ao longo da margem do lago de Tu Nedhé

Ironstones depositados no fundo do mar há quase dois bilhões de anos agora ocorrem como afloramentos rochosos ao longo da margem do lago de Tu Nedhé (Territórios do Noroeste, Canadá). Crédito: Devon Cole

Uma compreensão mais profunda da atmosfera da Terra pode nos ajudar a identificar sinais de vida além do nosso sistema solar.

Quando a Terra atingiu níveis de oxigênio suficientes para sustentar a vida animal? Pesquisadores da Universidade McGill descobriram que um aumento nos níveis de oxigênio ocorreu em sintonia com a evolução e expansão de ecossistemas eucarióticos complexos. Suas descobertas representam a evidência mais forte até o momento de que níveis extremamente baixos de oxigênio exerceram uma importante limitação na evolução por bilhões de anos.

“Até agora, havia uma lacuna crítica em nossa compreensão dos fatores ambientais na evolução inicial. A Terra primitiva foi marcada por baixos níveis de oxigênio, até que os níveis de oxigênio na superfície aumentaram para serem suficientes para a vida animal. Mas as projeções para quando esse aumento ocorreu variaram em mais de um bilhão de anos – possivelmente até bem antes de os animais evoluírem”, diz Maxwell Lechte, pesquisador de pós-doutorado no Departamento de Ciências da Terra e Planetárias sob a supervisão de Galen Halverson na Universidade McGill.

Ironstones são rochas sedimentares depositadas ao longo das costas

Ironstones são rochas sedimentares depositadas ao longo das costas há milhões de anos, que contêm abundantes grânulos de óxidos de ferro que contêm indicadores químicos da quantidade de oxigênio presente no momento da formação. Crédito: Maxwell Lechte

Ironstones fornecem insights sobre o início da vida

Para encontrar respostas, os pesquisadores examinaram rochas sedimentares ricas em ferro de todo o mundo depositadas em ambientes costeiros antigos. Ao analisar a química do ferro nessas rochas, os pesquisadores foram capazes de estimar a quantidade de oxigênio presente quando as rochas se formaram e o impacto que isso teria no início da vida, como microorganismos eucarióticos – os precursores dos animais modernos.

“Essas pedras de ferro oferecem informações sobre os níveis de oxigênio de ambientes marinhos rasos, onde a vida estava evoluindo. O antigo registro de ironstone indica cerca de menos de 1% dos níveis modernos de oxigênio, o que teria um imenso impacto na complexidade ecológica”, diz Changle Wang, pesquisador da Academia Chinesa de Ciências que co-liderou o estudo com Lechte.

Galen Halverson explora depósitos de Ironstone

O professor Galen Halverson da McGill University explora depósitos de ironstone ao longo de um cume rochoso nas Montanhas Wernecke (Yukon, Canadá). Crédito: Maxwell Lechte

“Essas condições de baixo oxigênio persistiram até cerca de 800 milhões de anos atrás, exatamente quando começamos a ver evidências do surgimento de ecossistemas complexos no registro das rochas. Portanto, se eucariotos complexos existissem antes disso, seus habitats teriam sido restringidos por baixo oxigênio”, diz Lechte.

A Terra continua sendo o único lugar no universo conhecido por abrigar vida. Hoje, a atmosfera e os oceanos da Terra são ricos em oxigênio, mas nem sempre foi assim. A oxigenação do oceano e da atmosfera da Terra foi resultado da fotossíntese, processo usado por plantas e outros organismos para converter luz em energia – liberando oxigênio na atmosfera e criando as condições necessárias para a respiração e a vida animal.

Procurando por sinais de vida além do nosso sistema solar

Segundo os pesquisadores, as novas descobertas sugerem que a atmosfera da Terra foi capaz de manter baixos níveis de oxigênio atmosférico por bilhões de anos. Isso tem implicações importantes para a exploração de sinais de vida além do nosso sistema solar, porque procurar vestígios de oxigênio atmosférico é uma maneira de procurar evidências de vida passada ou presente em outro planeta – ou o que os cientistas chamam de bioassinatura.

Ironstones dentro das camadas de rochas sedimentares do Grand Canyon

Ironstones dentro das camadas de rochas sedimentares do Grand Canyon (Arizona, EUA), preservando pistas sobre ambientes marinhos antigos. Crédito: Susannah Porter

Os cientistas usam a história da Terra para medir os níveis de oxigênio sob os quais os planetas terrestres podem se estabilizar. Se os planetas terrestres puderem se estabilizar em baixos níveis de oxigênio atmosférico, como sugerido pelas descobertas, a melhor chance de detecção de oxigênio será procurar seu subproduto fotoquímico ozônio, dizem os pesquisadores.

“O ozônio absorve fortemente a luz ultravioleta, tornando possível a detecção de ozônio mesmo em baixos níveis de oxigênio atmosférico. Este trabalho enfatiza que a detecção ultravioleta em telescópios espaciais aumentará significativamente nossas chances de encontrar prováveis ​​sinais de vida em planetas fora do nosso sistema solar”, diz Noah Planavsky, biogeoquímico da[{” attribute=””>Yale University.

More geochemical studies of rocks from this time period will allow scientists to paint a clearer picture of the evolution of oxygen levels during this time, and better understand the feedbacks on the global oxygen cycle, say the researchers.

Reference: “Strong evidence for a weakly oxygenated ocean–atmosphere system during the Proterozoic” by Changle Wang, Maxwell A. Lechte, Christopher T. Reinhard, Dan Asael, Devon B. Cole, Galen P. Halverson, Susannah M. Porter, Nir Galili, Itay Halevy, Robert H. Rainbird, Timothy W. Lyons and Noah J. Planavsky, 31 January 2022, Proceedings of the National Academy of Sciences.
DOI: 10.1073/pnas.2116101119





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