Especula-se que o caos dos relâmpagos que cintilam no céu desempenhou um papel fundamental na liberação de elementos como o fósforo, tornando-o mais acessível à vida florescente na Terra antiga.
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Agora, os cientistas encontraram evidências geológicas de que as descargas atmosféricas associadas a eventos vulcânicos também podem ter desempenhado um papel na fixação de nitrogênio, tornando-o também disponível para processos biológicos.
Como se pensa que a Terra já foi significativamente mais volátil vulcanicamente nos seus anos mais jovens, a descoberta sugere que o vulcanismo desenfreado pode ser crucial para o surgimento da vida como a conhecemos.
“Pela primeira vez, quantidades significativas de nitrato foram descobertas em depósitos vulcânicos provenientes de grandes erupções explosivas”, escreve uma equipe liderada pela geocientista Adeline Aroskay, da Universidade Sorbonne.
“Estas descobertas fornecem suporte geológico para um papel único desempenhado pelas erupções explosivas sub aéreas em processos que exigem muita energia, que foram essenciais no fornecimento de blocos de construção para a vida durante o seu surgimento na Terra.”
De alguma forma, quando a Terra era selvagem e jovem, os processos no nosso planeta transformaram uma mistura de ingredientes no material necessário para dar início à vida. Uma das coisas de que a vida precisa é o nitrogênio, um nutriente essencial para a construção de coisas como proteínas, aminoácidos e ácidos nucléicos.
A Terra tem muito nitrogênio; cerca de 78% da atmosfera é composta dessa substância. Mas a biologia não consegue acessá-lo na sua forma atmosférica de nitrogênio molecular, ou N2; os átomos de nitrogênio precisam ser separados e fixados a outros átomos para formar compostos mais reativos, como nitratos ou amônia.
Agora que existe vida, processos biológicos como os dos micróbios que vivem nas raízes das plantas podem acelerar o processo. As técnicas industriais humanas também podem bombear nitrogênio e bombear compostos como amônia pela carga do tanque.
Mas antes que houvesse vida, era necessário um processo não biológico para iniciar a fixação de nitrogênio. E é aqui que a eletricidade – relâmpagos – entra em ação. Descargas elétricas podem fixar nitrogênio, conforme estabelecido pela primeira vez em 1784.
E, como os relâmpagos são tão onipresentes durante as erupções vulcânicas, desencadeados pelas vastas nuvens ondulantes de cinzas, os cientistas pensaram que os relâmpagos vulcânicos poderiam ter desempenhado um papel no desencadeamento do ciclo do nitrogênio antes que a vida se abrisse no mundo.
Estudos experimentais mostraram que isto era possível – mas as evidências geológicas de nitrogênio fixado como resultado deste processo têm sido escassas.
Aroskay e sua equipe encontraram essas evidências na forma de nitratos incrustados em antigos depósitos vulcânicos. Eles coletaram amostras de vários depósitos vulcânicos de erupções explosivas na Turquia e no Peru, que ocorreram entre 1,6 e 20 milhões de anos atrás, e procuraram especificamente nitratos, que são o produto final da oxidação do nitrogênio.
Eles encontraram concentrações significativas de nitratos em todos os depósitos amostrados, com características que indicavam que a maior parte foi formada durante erupções vulcânicas. Isso, disseram os pesquisadores, foi notável.
Eles também coletaram amostras de depósitos vulcânicos mais jovens, com aproximadamente entre 75 mil e 55 mil anos de idade, provenientes de erupções menos explosivas; lá também encontraram nitratos.
Não houve correlação entre a idade do depósito e a concentração de nitratos, o que significa, acreditam os pesquisadores, que a deposição dos compostos não é resultado de processos graduais que ocorrem em longos períodos de tempo. Os nitratos são despejados na rocha vulcânica de uma só vez.
As concentrações de enxofre e cloro nos depósitos também eram consistentes com uma origem vulcânica. Tomados em conjunto, isto sugere que os relâmpagos vulcânicos podem fixar nitrogênio em quantidades suficientemente significativas para desempenhar um papel no surgimento da vida.
E poderia nos fornecer uma ferramenta para interpretar outros depósitos de nitratos em todo o mundo. No deserto do Atacama, por exemplo, a presença de nitratos foi atribuída à deposição atmosférica, porque se pensava que as proporções de isótopos de oxigênio não eram possíveis com a deposição vulcânica. As descobertas da equipe mostram que essas ligações são possíveis em grandes eventos explosivos.
“A descoberta de nitrato em depósitos vulcânicos torna-os a primeira evidência de campo e arquivo geológico da fixação de N por raios vulcânicos, e isto pode ter implicações importantes”, escrevem os investigadores.
“Estimamos que, em média, cerca de 60 teragramas de nitrogênio podem ser fixados durante um grande evento explosivo. As nossas descobertas sugerem um papel único potencialmente desempenhado pelas erupções explosivas sub aéreas no fornecimento de ingredientes essenciais para o surgimento da vida na Terra.”
A pesquisa foi publicada no Proceedings of the National Academy of Sciences.
Publicado no ScienceAlert
