Nuovo studio rivela come gli oceani furono ossigenati 2,3 miliardi di anni fa

RomeCirca 2,5 miliardi di anni fa, l'ossigeno libero iniziò ad accumularsi nell'atmosfera terrestre. Ciò portò allo sviluppo della vita complessa sul nostro pianeta, un cambiamento significativo noto come il Grande Evento Ossidativo (GOE).

L'aumento dei livelli di ossigeno ha richiesto almeno 200 milioni di anni e non è stato un processo lineare. Misurare i livelli di ossigeno negli oceani è stato molto difficile. Nuove ricerche condotte da Chadlin Ostrander, un geochimico dell'Università dello Utah, forniscono nuove informazioni su questo argomento.

Punti principali dello studio:

• L'innalzamento iniziale dell'ossigeno nell'atmosfera terrestre è stato dinamico.
• I livelli di ossigeno negli oceani hanno subito fluttuazioni in correlazione con i cambiamenti atmosferici.
• Lo studio ha utilizzato rapporti isotopici stabili del tallio (Tl) e elementi sensibili alle variazioni del redox.

Un gruppo di ricerca ha analizzato gli scisti marini nel Supergruppo del Transvaal in Sudafrica. Questi scisti hanno fornito informazioni sui livelli di ossigeno negli oceani di tanto tempo fa. Esaminando i rapporti degli isotopi di tallio, hanno trovato prove di cambiamenti nell'ossigeno oceanico.

Le ricerche di Simon Poulton e Andrey Bekker, effettuate in collaborazione con Ostrander, hanno rivelato che l'ossigeno è diventato una componente stabile dell'atmosfera 200 milioni di anni dopo l'inizio del Grande Evento di Ossidazione (GOE). Le prove derivanti dagli isotopi di zolfo presenti nelle rocce antiche risalenti a prima del GOE indicano che l'atmosfera non conteneva ossigeno.

Per lunghi periodi della storia della Terra, l'atmosfera e gli oceani contenevano pochissimo ossigeno. I cianobatteri presenti negli oceani producevano ossigeno, ma questo veniva rapidamente distrutto da reazioni con minerali e gas vulcanici. Il team di ricerca di Poulton e Bekker ha scoperto che i pattern degli isotopi di zolfo scomparivano e poi ricomparivano, indicando vari aumenti e diminuzioni nei livelli di ossigeno atmosferico.

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Ostrander ha spiegato che la Terra ha avuto bisogno di tempo per diventare pronta ad accogliere l'ossigeno. Ha menzionato che, mentre l'ossigeno veniva prodotto, veniva anche distrutto. Gli scienziati stanno ancora cercando di determinare quando la Terra ha raggiunto il punto in cui non poteva più tornare indietro all'assenza di ossigeno.

I ricercatori hanno utilizzato isotopi di tallio per misurare i livelli di ossigeno negli oceani durante il Grande Evento di Ossidazione (GOE). I rapporti isotopici del tallio variano con la sepoltura dell'ossido di manganese sul fondo oceanico, che richiede ossigeno. Hanno scoperto quantità maggiori dell'isotopo più leggero del tallio (203Tl) negli stessi scisti marini usati per misurare l'ossigeno atmosferico con isotopi di zolfo.

I livelli di isotopi di tallio negli scisti aumentavano quando gli isotopi di zolfo indicavano la presenza di ossigeno nell'atmosfera. Questi aumenti di tallio corrispondevano alla presenza di ossigeno nell'acqua di mare. I livelli di tallio tornavano alla normalità quando gli isotopi di zolfo indicavano nuovamente un'atmosfera priva di ossigeno.

I risultati sono stati supportati da variazioni negli elementi sensibili al redox. Quando gli isotopi di zolfo indicavano la presenza di ossigeno nell'atmosfera, anche gli isotopi di tallio mostravano ossigeno negli oceani. Quando gli isotopi di zolfo indicavano l'assenza di ossigeno nell'atmosfera, anche quelli di tallio mostrano una mancanza di ossigeno negli oceani.

Ostrander ha affermato che l'atmosfera e l'oceano stavano guadagnando e perdendo ossigeno contemporaneamente. Questa è una novità interessante per chi studia l'antica Terra.