O oxigênio nem sempre fez parte da atmosfera terrestre em quantidades significativas. Sua primeira grande expansão começou há cerca de 2,4 bilhões de anos, em uma transição longa e instável. Mas produzir esse gás era apenas parte do desafio: diversos processos também o consumiam. Agora, rochas preservadas na África do Sul ajudam a explicar como nutrientes, microorganismos e mudanças na química dos oceanos influenciaram esse equilíbrio.
O mistério vai além da produção de oxigênio
Organismos capazes de realizar fotossíntese liberavam oxigênio, mas sua presença não garantia uma acumulação duradoura. Reações com minerais, gases e matéria orgânica podiam consumir o gás.
A questão, portanto, envolve o balanço entre produção e consumo. Para investigar essa história, pesquisadores estudaram registros geológicos do chamado Grande Evento de Oxidação.
O trabalho publicado na Nature Communications analisou rochas das formações Rooihoogte e Timeball Hill, na África do Sul, com aproximadamente 2,32 a 2,25 bilhões de anos.
Esses materiais preservam sinais de mudanças ambientais associadas às últimas glaciações daquele período. A equipe combinou análises químicas com modelos dos ciclos do carbono, oxigênio, fósforo e enxofre.
Um nutriente ajudou a alimentar o processo
O fósforo é essencial para os seres vivos. Sua disponibilidade nos oceanos pode limitar a produtividade biológica e, consequentemente, influenciar a produção de oxigênio.
Segundo a Universidade da Califórnia em Riverside, mudanças na química marinha favoreceram a reciclagem desse nutriente.
O processo envolvia sulfatos, utilizados por microorganismos para decompor matéria orgânica. Durante essa atividade, parte do fósforo retornava à água e ficava disponível para sustentar novo crescimento biológico.
Uma parcela da matéria orgânica produzida acabava enterrada nos sedimentos. Quando esse carbono permanecia preservado, deixava de participar de reações que consumiriam o oxigênio liberado pela fotossíntese.
Assim, a circulação de nutrientes podia favorecer a acumulação do gás na atmosfera. O mecanismo conecta processos microscópicos nos sedimentos a transformações de escala planetária.
As rochas guardam diferentes formas de fósforo
Medir apenas o fósforo total de uma rocha não revela quanto dele esteve acessível à vida. Uma parte pode permanecer presa em minerais, enquanto outra participa mais diretamente dos ciclos biológicos.
A equipe separou diferentes frações do elemento por meio da dissolução seletiva dos componentes minerais. Isso permitiu distinguir reservatórios associados à matéria orgânica, ao ferro e a outras fases.
A abordagem ajuda a reconstruir quando o fósforo retornava à água e quando ficava retido nos sedimentos. Essa diferença é fundamental para compreender sua influência sobre a produtividade dos oceanos antigos.
A oxigenação não aconteceu em linha reta
Os resultados apontam para uma história mais complexa que um aumento contínuo do oxigênio. A reciclagem de fósforo podia estimular a produtividade, mas mudanças posteriores voltavam a prender o nutriente nos sedimentos.
O estudo propõe que essas interações contribuíram para grandes oscilações na oxigenação durante a transição. Portanto, o mecanismo não manteve necessariamente níveis altos e estáveis durante todo o período.
Uma pesquisa anterior com rochas sul-africanas já havia destacado que o aparecimento do oxigênio e sua permanência na atmosfera foram etapas distintas.
O passado também ajuda a formular novas perguntas
Reconstruir essas relações pode ampliar a compreensão sobre a evolução da vida. A disponibilidade de oxigênio importa, mas outros nutrientes e condições ambientais também influenciam as possibilidades dos organismos.
Os pesquisadores também veem relevância para estudar oceanos que hoje perdem oxigênio e para investigar a habitabilidade de outros mundos.
As rochas não oferecem uma resposta única para toda a história terrestre. Elas revelam como vida, nutrientes, clima e química interagiram durante uma transformação que tornou possível o planeta que conhecemos.
