Il lungo processo che ha reso l’atmosfera respirabile

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Il lungo processo che ha reso l’atmosfera respirabile

I tre grandi eventi di ossigenazione che si sono succeduti nella storia della Terra non sono il frutto di epocali cambiamenti biologici o geologici, ma di un’interazione tra i cicli globali di ossigeno, fosforo e carbonio. Alla base di tutto, semplici batteri fotosintetici
Nella lunga evoluzione della Terra, l’ossigeno ha raggiunto i livelli attuali grazie a un processo spontaneo, che ha coinvolto oceani e atmosfera, ciclo del fosforo e fotosintesi clorofilliana. Non c’è bisogno quindi di ipotizzare grandi cambiamenti biologici o geologici come cause dell’aumento dei livelli del gas fondamentale per la vita. È la conclusione di una ricerca pubblicata su “Science” da Lewis Alcott e colleghi dell’Università di Leeds, nel Regno Unito, che sfida alcuni modelli consolidati e apre nuove prospettive per lo studio dei pianeti che si trovano al di fuori del sistema solare.
I registri geologici mostrano che l’atmosfera primordiale della Terra era priva di ossigeno. Tra 2,4 e 2,2 miliardi di anni fa, nel Paleoproterozoico, si verificò il primo grande evento di ossigenazione, in cui i livelli atmosferici di questo gas sperimentarono un aumento repentino. Poi ne seguirono altri due. Il primo risale a 800 milioni di anni fa, nel Neoproterozoico, in coincidenza con la diversificazione delle forme di vita e l’evoluzione dei primi animali. Il secondo a 450 milioni di anni fa, nel Paleozoico, quando l’ossigeno si attestò sui livelli attuali, permettendo un notevole sviluppo delle dimensioni corporee degli animali, fino all’avvento dei dinosauri e dei mammiferi.

Il lungo processo che ha reso l’atmosfera respirabile

Attualmente ci sono due teorie prevalenti sui fattori che hanno determinato questi tre eventi. La prima prevede che l’ossigenazione sia stata una conseguenza dell’evoluzione di forme di vita più complesse. La seconda invece chiama in causa processi tettonici che hanno rimodellato la crosta terrestre, cambiando anche il vulcanismo su vasta scala.
Grazie a modelli teorici, Alcott e colleghi hanno dimostrato che la fotosintesi svolta solo da batteri molto semplici avrebbe potuto portare a un aumento graduale dell’ossigeno atmosferico sulla superficie terrestre. Le reciproche interazioni tra i cicli globali di ossigeno, carbonio e fosforo avrebbero poi prodotto lo schema dei tre grandi eventi di ossigenazione documentati dalla geologia.
Detto in altri termini, alti livelli di ossigeno atmosferico sono compatibili con una biosfera in cui non sono presenti forme di vita più complesse di batteri fotosintetici. E questo amplia notevolmente la possibilità che esistano mondi ricchi di ossigeno nell’universo.
“Il nostro lavoro mostra che la relazione tra i cicli globali di fosforo, carbonio e ossigeno è fondamentale per comprendere la storia dell’ossigenazione della Terra”, ha concluso Benjamin Mills, coautore dello studio. “Questo potrebbe aiutarci a capire meglio come un pianeta diverso dal nostro possa diventare abitabile.” (red)
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