Miliardi di anni fa la Grande Ossidazione causava la glaciazione terrestre

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Fu l’accumulo di ossigeno a indebolire l’effetto serra e a generare il raffreddamento globale.

La Terra non è sempre stata in grado di ospitare le tante forme di vita complessa che ci circondano oggi. Circa 2,5 miliardi di anni fa essa era un pianeta pressoché ostile a gran parte degli esseri viventi, dotato di un’atmosfera priva di ossigeno, fino a che i cianobatteri non iniziarono a determinare lenti cambiamenti attraverso la fotosintesi. L’ossigeno emesso da queste comunità di batteri, che vivevano in mare a medie profondità e venivano conservate nelle rocce chiamate stromatoliti, innescò una serie di eventi geochimici che oggi identifichiamo come Great Oxidation Event (GOE).

Il GOE era associato ad una serie di glaciazioni, una delle quali si ritiene responsabile del cosiddetto “Snowball Earth”, ovvero un evento di glaciazione così importante che le calotte glaciali si estendevano fino ai tropici. Il fenomeno è datato a circa 2,42 miliardi di anni fa, ma non si sa con certezza se si è verificato prima o dopo il GOE. Entrambe le ipotesi sarebbero a sostegno di ciò che ha determinato l’ossigenazione a la fioritura della vita sulla Terra: nel primo caso, i nutrienti contenuti nei ghiacciai sarebbero stati rilasciati negli oceani e nei fiumi, per poi stimolare la produzione di ossigeno da parte dei cianobatteri; nell’altro caso, l’ossigenazione dell’atmosfera avrebbe destabilizzato le concentrazioni di metano, un gas serra che si ritiene fosse presente in quantità maggiori nell’atmosfera primitiva, causando un collasso dell’effetto serra e quindi un improvviso e drastico raffreddamento del clima terrestre.

Per comprendere meglio gli eventi che caratterizzarono il GOE, gli scienziati hanno esaminato alcune rocce sedimentarie nella penisola di Kola, nell’estremo nord-ovest della Russia, a poca distanza da Finlandia e Norvegia. Questi sedimenti risalgono ad un periodo che va dai 2,50 ai 2,43 miliardi di anni fa e sono le più antiche testimonianze del GOE, soprattutto per la presenza di zolfo al loro interno. Gli isotopi di zolfo in queste rocce si presentano in rapporti differenti a causa di particolari reazioni fotochimiche e possono rivelare le informazioni sull’ossigeno presente in atmosfera al momento della loro formazione. Le tracce sono state trovate nelle rocce più antiche esaminate, ma non in quelle più giovani, in modo coerente con gli isotopi di zolfo provenienti da Sud Africa, Nord America e Australia, a conferma del fatto che il GOE sia avvenuto prima delle grandi glaciazioni.

Probabilmente, l’aumento delle concentrazioni di ossigeno nell’atmosfera terrestre ha ridotto i livelli di metano indebolito l’effetto serra, secondo lo studio pubblicato su PNAS, spingendo il pianeta verso una grande glaciazione. Questi risultati si rivelano fondamentali nella valutazione dell’abitabilità di altri pianeti nel nostro sistema solare, poiché indici dell’evoluzione della vita terrestre nel contesto dei cambiamenti geologici avvenuti nel tempo. Il GOE ci ricorda un momento in cui l’atmosfera terrestre ha subìto un rilascio incontrollato di “gas di scarico”, che pur determinando l’evoluzione della vita complessa come gli esseri umani, ha cambiato in modo permanente il corso della storia del pianeta. Pertanto, continuando a mitigare l’atmosfera terrestre attraverso l’aumento delle emissioni di gas serra antropogenici, è importante comprendere gli schemi con i quali la Terra ha risposto a certi cambiamenti.