Pequenas pedras reescrevem a história da evolução da Terra

Vimos do lado de fora, eles se assemelham a grãos de areia, mas em termos de formação, esses chamados ooids são mais como bolas de neve rolando: elas crescem por camadas enquanto são empurradas pelo fundo do mar pelas ondas. No processo, as moléculas orgânicas de carbono aderem a elas e se tornam parte da estrutura cristalina.

Examinando essas impurezas, a equipe de Hemingway conseguiu refazer o fornecimento de carbono orgânico no mar – em até 1,65 bilhão de anos. No diário Naturezaos pesquisadores mostram que, entre 1.000 e 541 milhões de anos atrás, essa loja era consideravelmente menor do que se supunha anteriormente. Esses achados refutam as explicações comuns de eventos geoquímicos e biológicos significativos da época e lançam uma nova luz sobre a história da terra.

O oceano como um reservatório dos blocos de construção da vida

Como o carbono entra nos oceanos? Por um lado, o dióxido de carbono (CO2) se dissolve do ar para a água do mar e é transportado para as profundezas, misturando processos e correntes oceânicas, onde é retida por um longo tempo. Por outro lado, o carbono orgânico é produzido por organismos fotossintéticos, como fitoplâncton ou certas bactérias. Usando a energia da luz solar e do CO2, esses organismos microscópicos produzem compostos de carbono orgânico. Quando os organismos morrem, eles afundam lentamente em direção ao fundo do mar como neve marinha. Se chegar ao fundo do mar sem ser comido por organismos ao longo do caminho, o carbono é armazenado no fundo do mar por milhões de anos.

Mas não é apenas o fitoplâncton que fornece um suprimento de componentes de carbono. Os blocos de construção da vida também são reutilizados: os microorganismos se decompõem excrementos e organismos mortos, lançando assim os blocos de construção novamente. Essas moléculas formam o que é conhecido como carbono orgânico dissolvido, que flutua livremente no oceano: um enorme reservatório de blocos de construção que contém 200 vezes mais carbono do que realmente é ‘construído na vida marinha.

A revolução do oxigênio mudou tudo

Com base em anomalias em rochas sedimentares oceânicas, os pesquisadores assumiram que esse reservatório de bloco de construção deve ter sido particularmente volumoso entre 1.000 e 541 milhões de anos atrás. Por um longo tempo, essa suposição serviu de base para explicar como as eras do gelo e a vida complexa surgiram ao mesmo tempo. A produção fotossintética dos blocos de construção da vida está intimamente ligada ao desenvolvimento da atmosfera e às formas de vida mais complexas. Foi apenas através da fotossíntese que o oxigênio começou a se acumular na atmosfera.

Em duas ondas – referidas como catástrofes de oxigênio – o teor de oxigênio aumentou ao seu nível atual de 21 %. Ambos os eventos foram acompanhados por idades extremas no gelo que cobriam todo o planeta em geleiras. No entanto, a vida continuou a mexer e Potter com novas invenções: durante a primeira catástrofe de oxigênio de 2,4 a 2,1 bilhões de anos atrás, os organismos desenvolveram um metabolismo convertendo alimentos em energia com a ajuda de oxigênio. Essa maneira extremamente eficiente de gerar energia permitiu o desenvolvimento de formas de vida mais complexas.

Teor de carbono muito menor do que se assumiu

A equipe de Hemingway está rastreando essas conexões entre desenvolvimentos geoquímicos e biológicos. Os pesquisadores desenvolveram um novo método que lhes permite determinar diretamente o tamanho da loja de blocos de construção marinha naquele momento específico, com base nas partículas de carbono nos ooids.

“Nossos resultados contradizem todas as suposições anteriores”, como Hemingway resume. De acordo com as medidas realizadas pelos pesquisadores da ETH, entre 1.000 a 541 milhões de anos atrás, o oceano não continha mais, mas na verdade 90 a 99 % menos carbono orgânico dissolvido do que hoje. Foi somente após a segunda catástrofe de oxigênio que os valores subiram para o nível atual de 660 bilhões de toneladas de carbono.

“Precisamos de novas explicações sobre como as idades do gelo, a vida complexa e o aumento de oxigênio estão relacionadas”, diz o principal autor Nir Galili. Ele explica o encolhimento maciço da loja de carbono com o surgimento de organismos maiores na época: os organismos multicelulares e de célula única afundaram mais rapidamente após a morte, aumentando assim a neve marinha.

No entanto, as partículas de carbono não foram recicladas nas camadas mais profundas do oceano, porque havia muito pouco oxigênio lá. Eles se estabeleceram no fundo do mar, fazendo com que o reservatório do carbono orgânico dissolvido diminua acentuadamente. Foi somente quando o oxigênio se acumulou no fundo do mar que o reservatório de carbono voltou ao seu volume atual.

Do oceano primordial até os dias atuais

Embora os períodos estudados já tenham passado, os resultados da pesquisa são significativos para o futuro. Eles mudam nossa visão de como a vida na Terra e, possivelmente, também em exoplanetas se desenvolveu. Ao mesmo tempo, eles nos ajudam a entender como a Terra responde a distúrbios, e os seres humanos são um desses distúrbios: o aquecimento e a poluição dos oceanos causados ​​pelas atividades humanas estão atualmente levando a um declínio nos níveis de oxigênio marinho. Consequentemente, não se pode descartar que os eventos descritos possam se repetir no futuro distante.