Um grupo internacional de cientistas concluiu que uma duração maior do dia no início na Terra primitiva impulsionou a atual formação atmosférica e favoreceu a evolução da fauna e da flora. O estudo, publicado na segunda-feira (2) na revista Nature Geoscience, revela como o planeta produziu um salto de oxigênio.
Quando surgiu a vida na Terra, há bilhões de anos, o gás O2 era escasso na atmosfera e nos oceanos. Nenhuma vida animal ou vegetal como conhecemos conseguia prosperar. Os poucos seres vivos que habitavam o planeta eram micróbios conhecidos como cianobactérias.
Esses organismos existem até hoje e podem formar tapetes de sedimentos, causando proliferação de algas mortais para animais aquáticos. As cianobactérias foram os primeiros seres a desenvolver um mecanismo molecular de fotossíntese que converte dióxido de carbono e água em açúcares e oxigênio.
Por isso, os cientistas sempre souberam que esses organismos estavam associados de algum modo a um grande evento de oxigenação que permitiu um ambiente favorável à evolução de vida aeróbica. No entanto, sempre se perguntaram como e por que isso teria acontecido.
Oxigênio no fundo do lago
Bactérias no sumidouro do fundo do lago Huron ajudaram pesquisadores a explicar elevação do oxigênio na atmosfera que ocorreu há 2,4 bilhões de anos. (Fonte: /NOAA Thunder Bay National Marine Sanctuary/Phil Hartmeyer/Reprodução)Fonte: NOAA Thunder Bay National Marine Sanctuary/Phil Hartmeyer/Reprodução
A inspiração para os pesquisadores explicarem como o oxigênio se tornou abundante na atmosfera terrestre surgiu de forma inusitada durante um estudo no fundo de um sumidouro localizado 24 metros abaixo da superfície da água.
O lago Huron, localizado entre o estado de Michingan, nos Estados Unidos, e a província de Ontário, no Canadá, é coberto por rochas de calcário de 400 milhões de anos e se formou a partir da água salgada dos mares que cobriram o continente anteriormente. Com o tempo, o movimento da água subterrânea dissolveu parte dessas rochas, formando rachaduras que desabaram para criar buracos terrestres e submersos.
Esses poços permitiram a infiltração de água subterrânea fria, pobre em O2 e rica em enxofre, o que afasta a maioria das plantas e animais, mas cria um ambiente ideal para o surgimento de colônias de bactérias anaeróbicas coloridas.
As bactérias brancas e roxas encontradas no fundo do lago são consideradas semelhantes aos organismos unicelulares que cobriam a Terra e o fundo dos oceanos há bilhões de anos.
Testes em laboratório
Experimentos em laboratório confirmaram que exposição à luz está associada a maior produção de O2 pelas cianobactérias. (Fonte: Universidade de Michingan/Reprodução)Fonte: Universidade de Michingan/Reprodução
Para estudar o comportamento dos organismos, mergulhadores trouxeram tapetes das bactérias coloridas para um laboratório. As cianobactérias roxas produzem oxigênio e competem com os organismos brancos que usam enxofre como sua principal fonte de energia.
Todos os dias, as bactérias disputam posição conforme o dia avança. As bactérias brancas comedoras de enxofre cobrem fisicamente as cianobactérias roxas de manhã e à noite, bloqueando seu acesso à luz solar e impedindo-as de realizar a fotossíntese produtora de oxigênio.
Mas quando os níveis de luz solar aumentam para um limite crítico, as bactérias oxidantes de enxofre migram de volta para baixo das cianobactérias fotossintéticas, permitindo que comecem a produzir O2.
Os cientistas expuseram os micróbios a quantidades variáveis de luz, por até 26 horas consecutivas. Com isso, os pesquisadores puderam concluir que os dias mais longos estavam associados a um aumento da quantidade de oxigênio liberado pelas esteiras microbianas fotossintéticas. A descoberta, então, apontou para uma ligação anteriormente não considerada entre a história de oxigenação da Terra e sua taxa de rotação.
Diminuição da velocidade do planeta
Rotação mais lenta da Terra coincide com aumento da produção de oxigênio. (Fonte: Pixabay/Alexander Antropov/Reprodução)Fonte: Pixabay/Alexander Antropov/Reprodução
Os pesquisadores já sabiam, por meio da modelagem da distância da Lua da Terra e das marés da atmosfera e dos oceanos, que o planeta girava muito mais rápido em torno de seu eixo antes do que hoje. Há 4,5 bilhões de anos, por exemplo, um dia tinha apenas cerca de 6 horas de duração.
Por volta de 2,4 bilhões de anos atrás, os modelos científicos apontam que a atração da Lua diminuiu a velocidade dessa rotação para cerca de 21 horas por dia, o que coincide com o crescimento de oxigênio na atmosfera.
A velocidade de rotação da Terra permaneceu constante por cerca de um bilhão de anos, enquanto sua atração gravitacional neutralizava o arrasto lunar. As forças caíram em desequilíbrio há cerca de 700 milhões de anos e o giro do planeta desacelerou até a velocidade atual, criando um dia de 24 horas, estabilizando também a produção de O2.
ARTIGO Nature Geoscience: doi.org/10.1038/s41561-021-00784-3
