Estarão os vulcões na origem do oxigénio que respiramos?

Acredita-se que a atmosfera da Terra tem sido rica em oxigénio há cerca de 2,5 mil milhões de anos devido a um aumento relativamente rápido de microrganismos capazes de realizar fotossíntese. Os investigadores, incluindo os da Universidade de Tóquio, apresentam um mecanismo para explicar os eventos precursores de oxigenação, ou “sopros”, que podem ter aberto a porta a esta situação. As suas descobertas sugerem que a atividade vulcânica alterou as condições o suficiente para acelerar a oxigenação, e os “sopros” são uma indicação de que isso aconteceu.

Respire fundo. Alguma vez pensou no ar que entra nos seus pulmões? É maioritariamente azoto inerte e o valioso oxigénio de que as nossas vidas dependem representa apenas 21%. Mas nem sempre foi assim; de facto, vários eventos de extinção em massa correspondem a períodos em que este número mudou drasticamente. E se recuarmos o suficiente, descobriremos que, antes de há cerca de 3 mil milhões de anos, quase não existia oxigénio. Então, o que é que mudou e como é que isso aconteceu?

O consenso científico é que, há cerca de 2,5 mil milhões de anos, ocorreu o Grande Evento de Oxigenação (GOE), muito provavelmente devido a uma proliferação de microrganismos que exploravam condições favoráveis e enfrentavam pouca concorrência. Teriam essencialmente convertido a atmosfera rica em dióxido de carbono numa atmosfera rica em oxigénio e, a seguir, surgiu a vida complexa, que favoreceu esta nova abundância de oxigénio. Mas parece ter havido alguns eventos precursores de oxigenação antes da EGO que podem indicar a natureza exata e o momento das mudanças nas condições necessárias para o início da EGO.

“A atividade dos microorganismos no oceano desempenhou um papel central na evolução do oxigénio atmosférico. No entanto, pensamos que isto não teria conduzido imediatamente à oxigenação da atmosfera, porque a quantidade de nutrientes, como o fosfato, no oceano era limitada nessa altura, restringindo a atividade das cianobactérias, um grupo de bactérias capazes de fazer fotossíntese”, diz o Professor Eiichi Tajika, do Departamento de Ciências da Terra e Planetárias da Universidade de Tóquio.

“Provavelmente, foram necessários alguns acontecimentos geológicos maciços para semear os oceanos com nutrientes, incluindo o crescimento dos continentes e, como sugerimos no nosso artigo, uma intensa atividade vulcânica, que sabemos ter ocorrido”, acrescenta.

Tajika e a sua equipa utilizaram um modelo numérico para simular aspectos-chave das alterações biológicas, geológicas e químicas durante o éon Arqueano tardio (3,0-2,5 mil milhões de anos atrás) da história geológica da Terra. Descobriram que a atividade vulcânica em grande escala aumentou o dióxido de carbono atmosférico, aquecendo assim o clima, e aumentou o fornecimento de nutrientes ao oceano, alimentando assim a vida marinha, o que, por sua vez, aumentou temporariamente o oxigénio atmosférico.

No entanto, o aumento do oxigénio não foi muito constante, tendo surgido e desaparecido em rajadas, agora conhecidas como “sopros”.

“A compreensão dos sopros é fundamental para determinar o momento do aparecimento dos microrganismos fotossintéticos. As ocorrências são inferidas a partir das concentrações de elementos sensíveis aos níveis de oxigénio atmosférico no registo geológico”, disse o investigador visitante associado Yasuto Watanabe. “O maior desafio foi desenvolver um modelo numérico que pudesse simular o comportamento complexo e dinâmico dos ciclos biogeoquímicos nas condições do Arqueano tardio. Baseámo-nos na nossa experiência partilhada com a utilização de modelos semelhantes noutras épocas e propósitos, refinando e acoplando diferentes componentes para simular o comportamento dinâmico do sistema terrestre do Arqueano tardio na sequência dos eventos vulcânicos voláteis.”