Terra. Credito immagine: NASA Clicca per ingrandire
La storia della vita sulla Terra è strettamente legata alla comparsa di ossigeno nell'atmosfera. L'attuale consenso scientifico sostiene che una quantità significativa di ossigeno sia apparsa per la prima volta nell'atmosfera terrestre circa 2,4 miliardi di anni fa, con un secondo grande aumento dell'ossigeno atmosferico che si è verificato molto più tardi, forse circa 600 milioni di anni fa.
Tuttavia, nuove scoperte dei geologi dell'Università del Maryland suggeriscono che il secondo salto nell'ossigeno atmosferico potrebbe effettivamente essere iniziato molto prima e si è verificato più gradualmente di quanto si pensasse in precedenza. I risultati sono stati resi possibili utilizzando un nuovo strumento per tracciare la vita microbica negli ambienti antichi sviluppato nel Maryland. Finanziato dalla National Science Foundation e dalla NASA, il lavoro appare nel numero di Science del 2 dicembre.
Il ricercatore laureato David Johnston, lo scienziato ricercatore Boswell Wing e i colleghi del dipartimento di geologia e Centro interdisciplinare scientifico del sistema terrestre dell'Università del Maryland hanno guidato un team internazionale di ricercatori che hanno utilizzato misurazioni ad alta precisione di un raro isotopo di zolfo, 33S, per stabilire quell'antica marina i microbi noti come procarioti sproporzionati di zolfo erano ampiamente attivi quasi 500 milioni di anni prima di quanto si pensasse in precedenza.
I composti di zolfo intermedi utilizzati da questi batteri sproporzionati di zolfo sono formati dall'esposizione dei minerali di solfuro al gas ossigeno. Pertanto, la prova dell'attività diffusa di questo tipo di batteri è stata interpretata dagli scienziati come prova di un aumento del contenuto di ossigeno nell'atmosfera.
"Queste misurazioni implicano che la sproporzione dei composti di zolfo era una parte attiva del ciclo dello zolfo di [1,3 milioni di anni fa] e che l'ossigenazione progressiva della superficie terrestre potrebbe aver caratterizzato il [medio proterozoico]", scrivono gli autori.
Il proterozoico è il periodo nella storia della Terra da circa 2,4 miliardi di anni fa a 545 milioni di anni fa.
"I risultati dimostrano anche che il nuovo metodo di ricerca basato sulla 33S può essere utilizzato per tracciare in modo univoco la presenza e il carattere della vita microbica negli ambienti antichi e fornire uno sguardo all'evoluzione dell'azione", ha affermato Johnston. "Questo approccio fornisce un nuovo strumento significativo nella ricerca astrobiologica per la prima vita sulla Terra e oltre."
L'aria che respiriamo
Quando il nostro pianeta si è formato circa 4,5 miliardi di anni fa, praticamente tutto l'ossigeno sulla Terra era legato chimicamente ad altri elementi. Era in composti solidi come il quarzo e altri minerali di silicato, in composti liquidi come l'acqua e in composti gassosi come l'anidride solforosa e l'anidride carbonica. L'ossigeno libero - il gas che ci permette di respirare e che è essenziale per tutta la vita avanzata - era praticamente inesistente.
Gli scienziati hanno a lungo pensato che la comparsa di ossigeno nell'atmosfera fosse caratterizzata da due distinti salti nei livelli di ossigeno. Negli ultimi anni, i ricercatori hanno utilizzato un metodo sviluppato dal geologo James Farquhar e dai colleghi del Maryland per determinare in modo definitivo che quantità significative di ossigeno sono apparse per la prima volta nell'atmosfera terrestre circa 2,4 miliardi di anni fa. A volte indicato come il "Grande evento di ossidazione", questo aumento segna l'inizio del periodo proterozoico.
Un consenso scientifico generale ha anche affermato che il secondo grande aumento dell'ossigeno atmosferico si è verificato circa 600 milioni di anni fa, con l'ossigeno che saliva a livelli quasi moderni in quel momento. La prova di animali multicellulari appare per la prima volta nel geologico in questo periodo.
"Ci sono state molte discussioni sul fatto che il secondo importante aumento dell'ossigeno atmosferico sia stato rapido e graduale, o lento e progressivo", ha affermato Wing. "I nostri risultati supportano l'idea che il secondo aumento sia stato progressivo e iniziato circa 1,3 miliardi di anni fa, anziché 0,6 miliardi di anni fa."
Oltre a Johnston, i coautori del Wing del Maryland sull'articolo del 2 dicembre sono i colleghi di geologia James Farquhar e Jay Kaufman. Il loro gruppo lavora per documentare i collegamenti tra gli isotopi di zolfo e l'evoluzione dell'atmosfera terrestre usando una combinazione di ricerca sul campo, analisi di laboratorio su campioni di roccia, modelli geochimici, esperimenti fotochimici con gas contenenti zolfo ed esperimenti microbici.
"Sproporzione attiva di zolfo microbico nel Mesoproterozoico" di David T. Johnston, Boswell A. Wing, James Farquhar e Alan J. Kaufman, Università del Maryland; Harald Strauss, Universit? T M? Nster; Timothy W. Lyons, Università della California, Riverside; Linda C. Kah, Università del Tennessee; Donald E. Canfield, Southern Denmark University: Science, 2 dicembre 2005.
Fonte originale: Comunicato stampa UM
