Tutti noi dipendiamo dall’ossigeno per sopravvivere, ma circa 3 miliardi di anni fa, c’era a malapena ossigeno. Quando è stata l’ultima volta che hai pensato a da dove proviene tutto l’ossigeno sulla Terra? Un team di ricerca del Dipartimento di Scienze della Terra e dei Pianeti dell’Università di Tokyo pensa a questa domanda tutto il tempo. In un nuovo studio pubblicato su Communications Earth & Environment, il team rivela che potremmo dover ringraziare i vulcani per l’abbondanza di aria che respiriamo.
Una Scoperta Vulcanica
Durante questo studio, gli scienziati stavano esaminando quali tipi di eventi si sono verificati sulla Terra per permettere l’ossigenazione circa 2,5 miliardi di anni fa. I loro risultati suggeriscono che l’attività vulcanica ha contribuito a creare le condizioni perfette per l’atmosfera ricca di ossigeno necessaria a sostenere tutta la vita sul nostro pianeta. Concentrandosi sul tardo eone Archeano (da 3 miliardi a 2,5 miliardi di anni fa), il professor Eiichi Tajika e il suo team hanno simulato aspetti cruciali della storia biologica, chimica e geologica della Terra. Creare il giusto tipo di modello numerico per simulare i complessi cicli e comportamenti del tardo Archeano è stato difficile, ma i ricercatori ci sono riusciti e sono stati in grado di ottenere preziose intuizioni sulla storia geologica della Terra. Le simulazioni hanno rivelato il probabile processo attraverso il quale l’attività vulcanica ha modificato le condizioni biogeochimiche abbastanza da accelerare l’ossigenazione.
Inizialmente, l’attività vulcanica su larga scala ha aumentato i livelli di anidride carbonica nell’atmosfera. Questo aumento di anidride carbonica ha riscaldato il clima, e un clima più caldo ha significato un aumento della quantità di nutrienti forniti all’oceano. Più nutrienti nell’oceano hanno portato a più vita marina, che a sua volta ha portato a un temporaneo aumento dell’ossigeno atmosferico.
Un Soffio di Evoluzione
Questi aumenti, tuttavia, erano estremamente instabili e inaffidabili, portando il team di ricerca a chiamarli “soffi”. L’esistenza di questi soffi permette agli scienziati di aiutare a tracciare il tempo di questi cambiamenti atmosferici e collegarli a prove di attività vulcanica nello stesso periodo. “Comprendere i soffi è fondamentale per limitare il tempo dell’emergere dei microrganismi fotosintetici,” ha detto il ricercatore associato Yasuto Watanabe in un comunicato stampa. “Le occorrenze sono dedotte dalle concentrazioni di elementi sensibili ai livelli di ossigeno atmosferico nei record geologici.”
La Storia dell’Aria
L’atmosfera terrestre ha avuto un’abbondanza di ossigeno per circa 2,5 miliardi di anni. Ma com’era la Terra prima di allora, e quale processo ha creato tutta quell’aria? La fotosintesi è al cuore della nostra atmosfera ricca di ossigeno. Grazie a una moltitudine di eventi, come i soffi e gli eventi di estinzione di massa, i microrganismi capaci di eseguire la fotosintesi avevano l’atmosfera necessaria per crescere rapidamente e aumentare la loro produzione di ossigeno.
Questa esplosione di microrganismi è conosciuta come il Grande Evento di Ossigenazione (GOE) e si è verificata circa 2,5 miliardi di anni fa. La capacità dei microrganismi di moltiplicarsi con successo dipendeva dalla mancanza di competizione e dalle condizioni favorevoli, probabilmente create dall’attività vulcanica. Man mano che i microrganismi capaci di fotosintesi diventavano più prevalenti, anche il tasso di conversione dell’anidride carbonica in ossigeno aumentava. Questa nuova abbondanza di ossigeno ha aperto la strada alla comparsa della vita complessa sulla Terra, e il resto è storia.