Cum influențează subducția plăcilor tectonice atmosfera bogată în oxigen a Pământului

Pământul este o planetă cu multe calități remarcabile, iar una dintre cele mai importante este atmosfera sa bogată în oxigen. Aceasta nu a fost însă mereu așa; compoziția atmosferică a evoluat pe parcursul a miliarde de ani, ajungând în cele din urmă să susțină viața animală așa cum o cunoaștem noi astăzi.

Oamenii de știință au propus mai multe teorii pentru a explica creșterea nivelului de oxigen din atmosferă, și se pare că mai multe dintre acestea sunt corecte. Niciun factor izolat nu pare să ofere o explicație completă. Viața, în special cea fotosintetică, a jucat un rol esențial, eliberând oxigen în atmosferă. De asemenea, chimia solidă a Pământului a contribuit, atât prin susținerea vieții fotosintetice, cât și prin reacții care permit transferul de oxigen între atmosferă și rocile adânci ale Pământului.

Un studiu recent coordonat de Wei Shi de la Universitatea de Tehnologie Chengdu a adus noi indicii despre modul în care schimbările în subducția plăcilor tectonice – procesul prin care acestea se scufundă în interiorul Pământului – corespund cu momentele de creștere a nivelurilor de oxigen.

Pământul s-a răcit treptat de-a lungul timpului, iar puținele relicve ale istoriei sale timpurii ne arată că procesele geologice majore au evoluat considerabil. În primele perioade, roca rece și densă de la suprafață se scufunda prin mantaua fierbinte în moduri care arată foarte diferit față de tectonica plăcilor pe care o observăm astăzi. Continentele pe care le vedem în jur sunt rezultatul unor proiecte de construcție care durează de 4,5 miliarde de ani, așa că este nevoie de imaginație pentru a vizualiza ce exista la început.

Oxigenarea atmosferei nu a fost un proces liniar, ci a avut puncte de tranziție. A început cu o creștere semnificativă în timpul Evenimentului de Oxigenare Mare, acum aproximativ 2,4 până la 2,0 miliarde de ani în urmă, apoi s-a oprit până când a fost reluată între 800 și 500 de milioane de ani în urmă. O a treia creștere între 450 și 250 de milioane de ani în urmă ne-a adus la nivelurile actuale de oxigen.

Echipa de cercetare sugerează că schimbările în subducție ar putea influența oxigenul atmosferic prin controlul cantității de carbon și sulf – ambele având afinitate pentru oxigen – care sunt transportate în interiorul profund al Pământului.

Când mantaua este mai fierbinte, carbonul și sulfatul nu pătrund prea adânc odată cu roca subductată. Aceste elemente sunt eliberate în mantaua superficială și pot reveni în atmosferă prin vulcani, pregătite să „captureze” moleculele de oxigen din atmosferă. Invers, o placă care se scufundă într-o mantă mai rece va reține mai mult din carbonul și sulfatul său.

La locurile unde roca subductată ajunge din nou la suprafață, mineralele și chimia subtilă din interiorul acestora ne oferă indicii despre temperaturile și presiunile la care au fost supuse în parcursul lor. Comparând aceste informații despre temperatură și presiune, echipa a reușit să compileze o imagine largă a istoriei subducției. Dacă această ipoteză este corectă, ea ne oferă o perspectivă nouă asupra modului în care interacțiunile dintre suprafața Pământului și interiorul său profund influențează viața de la suprafață.

Sursa: Ars Technica

Știință&Tehnică

Revista “Ştiinţă şi Tehnică“, cea mai cunoscută şi longevivă publicaţie de popularizare a ştiintelor din România