Justin Park / RPI
Imagem microscópica de inclusões fluidas em cristais de halite com 1,4 mil milhões de anos, que preservam ar e salmoura antigos
Cientistas conseguiram extrair ar com 1,4 mil milhões de anos, preso em cristais de sal-gema, obtendo assim uma amostra rara da atmosfera antiga da Terra. O ar revelava níveis de oxigénio e dióxido de carbono superiores ao que os especialistas previam, sugerindo um clima mais ameno e moderado.
Há mais de mil milhões de anos, numa bacia rasa do que é hoje o norte do Ontário, um lago subtropical, semelhante ao atual Vale da Morte, evaporou-se sob a ação suave do sol, deixando para trás cristais de halite, também conhecido como sal-gema, uma mistura de cloreto de sódio, acompanhado de cloreto de potássio e de cloreto de magnésio, que ocorre em jazidas na superfície terrestre.
O mundo era então muito diferente do que conhecemos hoje. As bactérias dominavam a vida na Terra. As algas vermelhas tinham acabado de surgir no panorama evolutivo. Organismos multicelulares complexos, como animais e plantas, só apareceriam cerca de 800 milhões de anos mais tarde.
À medida que a água evaporava, parte dela ficou presa em minúsculas bolsas dentro dos cristais, ficando, na prática, congelada no tempo. Essas inclusões fluidas encerravam bolhas de ar que revelam, com um detalhe impressionante, a composição da atmosfera terrestre primitiva.
Os cristais foram depois soterrados por sedimentos, ficando isolados do resto do mundo durante 1,4 mil milhões de anos, os seus segredos permaneceram ocultos — até agora.
Num novo estudo, uma equipa de investigadores, do Instituto Politécnico Rensselaer (RPI), liderada pelo estudante de doutoramento Justin Park, sob a orientação do Professor Morgan Schaller, analisou a composição dos gases e líquidos presos em antigos cristais de halite do norte do Ontário, e conseguiu fazer recuar o registo direto da atmosfera terrestre em cerca de 1,4 mil milhões de anos.
Os resultados do estudo foram recentemente publicados na revista Proceedings of the National Academy of Sciences.
“É uma sensação incrível abrir uma amostra de ar que é mil milhões de anos mais antiga do que os dinossauros”, comentou Park, num comunicado da RPI.
Há muito que os cientistas sabem que as inclusões fluidas em cristais de halite podem guardar amostras da atmosfera primitiva da Terra. No entanto, obter medições precisas dessas amostras tem sido um enorme desafio: as inclusões contêm bolhas de ar e salmoura, e gases como o oxigénio e o dióxido de carbono comportam-se de forma diferente em água do que no ar.
Corrigir essas diferenças para obter leituras fidedignas dos gases, tal como existiam nas antigas atmosferas, tem sido uma tarefa árdua. Park conseguiu resolver o problema, em parte graças a equipamentos personalizados desenvolvidos no laboratório de Schaller. Os investigadores aplicaram estes métodos para estudar a atmosfera do Mesoproterozóico.
“As medições de dióxido de carbono que o Justin obteve nunca tinham sido feitas”, explicou Schaller. “Nunca tínhamos conseguido olhar para esta era da história da Terra com tamanho rigor. São, de facto, amostras de ar antigo!”.
Os resultados do estudo mostram que a atmosfera mesoproterozóica continha cerca de 3,7% do oxigénio que existe atualmente — valor surpreendentemente elevado, suficiente para suportar vida animal multicelular complexa, embora esta só tenha surgido centenas de milhões de anos depois.
Já o dióxido de carbono era dez vezes mais abundante do que nos dias de hoje — quantidade suficiente para compensar o chamado “Sol Jovem e Ténue” e criar um clima semelhante ao atual.
Surge então uma questão natural: se existia oxigénio suficiente para sustentar vida animal, porque demorou tanto tempo a evoluir?
Park sublinha que a amostra representa apenas um instante da escala geológica. “Pode refletir um breve e transitório evento de oxigenação nesta longa era que os geólogos, em tom de brincadeira, chamam os ‘mil milhões de anos monótonos‘”, disse. Foi um período da história terrestre marcado por baixos níveis de oxigénio, grande estabilidade atmosférica e geológica e escassas mudanças evolutivas.
“Apesar do nome, ter dados observacionais diretos deste período é extremamente importante porque nos ajuda a perceber melhor como surgiu a vida complexa no planeta e como a nossa atmosfera evoluiu até ao que é hoje”, acrescentou Park.
Estimativas indiretas anteriores sobre os níveis de dióxido de carbono nesse período apontavam para valores demasiado baixos, incompatíveis com outras observações que mostram não terem existido glaciações significativas durante o Mesoproterozóico.
As medições diretas agora obtidas, aliadas aos valores de temperatura estimados a partir do próprio sal, sugerem que o clima deste período era mais ameno do que se pensava — semelhante ao atual.
Schaller destaca ainda que as algas vermelhas surgiram precisamente por esta altura da história da Terra e que continuam, ainda hoje, a ser uma fonte importante de oxigénio a nível global. Os níveis relativamente elevados de oxigénio podem ser uma consequência direta do aumento da abundância e complexidade destas algas.
“É possível que aquilo que captámos seja, na verdade, um momento entusiasmante bem no meio do chamado ‘bilião monótono’”, concluiu.
