I ricercatori hanno da tempo perplesso il motivo per cui l'ossigeno fiorì nell'atmosfera terrestre a partire da circa 2,4 miliardi di anni.
Chiamato il "Grande evento di ossidazione", la transizione "ha cambiato irreversibilmente gli ambienti di superficie sulla Terra e alla fine ha reso possibile la vita avanzata", ha dichiarato Dominic Papineau del Laboratorio geofisico della Carnegie Institution.
Ora, Papineau è stato coautore di un nuovo studio sulla rivista Natura, che rivela nuovi indizi sul mistero nelle antiche rocce sedimentarie.
Il team di ricerca, guidato da Kurt Konhauser dell'Università di Alberta a Edmonton, ha analizzato la composizione degli oligoelementi di rocce sedimentarie conosciute come formazioni di ferro legato, o BIF, provenienti da dozzine di diverse località nel mondo, con un'età compresa tra 3.800 e 550 milioni di anni. Le formazioni di ferro legato sono depositi unici depositati nell'acqua che si trovano spesso in strati di roccia estremamente vecchi che si sono formati prima che l'atmosfera o gli oceani contenessero abbondante ossigeno. Come suggerisce il nome, sono fatti di bande alternate di ferro e minerali di silicato.
Contengono anche piccole quantità di nichel e altri oligoelementi. E la storia del nichel, pensano i ricercatori, potrebbe rivelare un segreto per l'origine della vita moderna.
Il nichel esiste negli oceani di oggi in tracce, ma era fino a 400 volte più abbondante negli oceani primordiali della Terra. I microrganismi che producono metano, chiamati metanogeni, prosperano in tali ambienti e il metano che hanno rilasciato nell'atmosfera avrebbe potuto impedire l'accumulo di ossigeno gassoso, che avrebbe reagito con il metano per produrre anidride carbonica e acqua.
Un calo della concentrazione di nichel avrebbe portato a una "carestia di nichel" per i metanogeni, che fanno affidamento su enzimi a base di nichel per i principali processi metabolici. Le alghe e altri organismi che rilasciano ossigeno durante la fotosintesi usano enzimi diversi, e quindi sarebbero stati meno colpiti dalla carestia di nichel. Di conseguenza, il metano atmosferico sarebbe diminuito e le condizioni per l'aumento dell'ossigeno sarebbero state stabilite.
I ricercatori hanno scoperto che i livelli di nichel nei BIF hanno iniziato a diminuire di circa 2,7 miliardi di anni fa e di 2,5 miliardi di anni fa era circa la metà del suo valore precedente.
“Il tempismo si adatta molto bene. Il calo del nichel avrebbe potuto preparare il terreno per il Grande evento di ossidazione ", ha detto Papineau. "E da quello che sappiamo dei metanogeni viventi, livelli più bassi di nichel avrebbero gravemente ridotto la produzione di metano."
Per quanto riguarda il motivo per cui il nichel è caduto in primo luogo, i ricercatori indicano la geologia. Durante le fasi precedenti della storia della Terra, mentre il suo mantello era estremamente caldo, le lave delle eruzioni vulcaniche sarebbero state relativamente alte nel nichel. L'erosione avrebbe lavato il nichel in mare, mantenendo alti i livelli. Ma mentre il mantello si raffreddava e la chimica delle lave cambiava, i vulcani emettevano meno nichel e meno avrebbero trovato la strada per il mare.
"La connessione al nichel non era qualcosa che nessuno aveva considerato prima", ha detto Papineau. "È solo un oligoelemento nell'acqua di mare, ma il nostro studio indica che potrebbe aver avuto un impatto enorme sull'ambiente terrestre e sulla storia della vita".
Fonte: Carnegie Institution for Science, via Eurekalert.
