A Terra de 3,2 bilhões de anos atrás era um "mundo da água" de continentes submersos, dizem os geólogos depois de analisar os dados de isótopos de oxigênio da antiga crosta oceânica que agora está exposta em terra na Austrália.
E isso pode ter grandes implicações na origem da vida.
"Uma Terra primitiva sem continentes emergentes pode se parecer com um 'mundo da água', fornecendo uma restrição ambiental importante à origem e evolução da vida na Terra, bem como sua possível existência em outros lugares", escreveram os geólogos Benjamin Johnson e Boswell Wing em um artigo publicado online pela revista Nature Geoscience.
Johnson é professor assistente de ciências geológicas e atmosféricas na Universidade Estadual de Iowa e um recente associado de pesquisa de pós-doutorado na Universidade do Colorado Boulder. Wing é professor associado de ciências geológicas no Colorado. Subsídios da National Science Foundation apoiaram seu estudo e Lewis e Clark Grant, da American Philosophical Society, apoiaram o trabalho de campo de Johnson na Austrália.
Johnson disse que seu trabalho no projeto começou quando ele conversou com Wing em conferências e aprendeu sobre a crosta oceânica bem preservada de 3,2 bilhões de anos do éon arqueano (4 bilhões a 2,5 bilhões de anos atrás) em uma parte remota do o estado da Austrália Ocidental. Estudos anteriores significavam que já havia uma grande biblioteca de dados geoquímicos no site.
Johnson se juntou ao grupo de pesquisa de Wing e foi ver a crosta oceânica por conta própria - uma viagem de 2018 envolvendo um voo para Perth e uma viagem de 17 horas ao norte para a região costeira perto de Port Hedland.
Depois de coletar suas próprias amostras de rochas e cavar a biblioteca de dados existentes, Johnson criou uma grade de seção transversal do isótopo de oxigênio e dos valores de temperatura encontrados na rocha.
(Isótopos são átomos de um elemento químico com o mesmo número de prótons dentro do núcleo, mas números diferentes de nêutrons. Nesse caso, diferenças nos isótopos de oxigênio preservados com a rocha antiga fornecem pistas sobre a interação de bilhões de anos atrás. .)
Depois de ter grades bidimensionais baseadas em dados de rochas inteiras, Johnson criou um modelo inverso para fazer estimativas dos isótopos de oxigênio nos oceanos antigos. O resultado: a água do mar antiga foi enriquecida com cerca de 4 partes por mil a mais de um isótopo pesado de oxigênio (oxigênio com oito prótons e 10 nêutrons, escrito como 18O) do que um oceano sem gelo de hoje.
Como explicar essa diminuição de isótopos pesados ao longo do tempo?
Johnson e Wing sugerem duas maneiras possíveis: o ciclismo na água através da antiga crosta oceânica era diferente da água do mar de hoje, com muito mais interações em alta temperatura que poderiam enriquecer o oceano com os pesados isótopos de oxigênio. Ou, o ciclismo na água a partir de rochas continentais poderia ter reduzido a porcentagem de isótopos pesados na água do oceano.
"Nossa hipótese preferida - e de certa forma a mais simples - é que o clima continental da terra começou algum tempo depois de 3,2 bilhões de anos atrás e começou a reduzir a quantidade de isótopos pesados no oceano", disse Johnson.
A ideia de que a água circula pela crosta oceânica de uma maneira distinta de como acontece hoje, causando a diferença na composição isotópica "não é sustentada pelas rochas", disse Johnson. "A seção de crosta oceânica de 3,2 bilhões de anos que estudamos se parece exatamente com uma crosta oceânica muito mais jovem."
Johnson disse que o estudo demonstra que os geólogos podem construir modelos e encontrar novas maneiras quantitativas de resolver um problema - mesmo quando esse problema envolve a água do mar de 3,2 bilhões de anos atrás, que eles nunca verão ou experimentarão.
Johnson disse que esses modelos nos informam sobre o ambiente em que a vida se originou e evoluiu: "Sem continentes e terras acima do nível do mar, o único local para os primeiros ecossistemas evoluirem seria no oceano".
Benjamin W. Johnson e Boswell A. Wing. O surgimento continental limitado arqueano refletiu-se em um oceano enriquecido em 18O arcaico. Nature Geoscience, 2020 DOI: 10.1038 / s41561-020-0538-9
Nenhum comentário:
Postar um comentário