În urmă cu aproximativ 2,5 miliarde de ani, pe Pământ a avut loc un eveniment crucial care a modelat cursul istoriei sale geologice și biologice: Marea Oxigenare (Great Oxygenation Event, GOE). Acest fenomen, care a marcat începutul acumulării semnificative de oxigen liber (O₂) în atmosfera Pământului și a deschis calea pentru înflorirea formelor complexe de viață, ar fi durat în jur de 200 de milioane de ani.
Cu aproximativ 2,5 miliarde de ani în urmă, Pământul era foarte diferit de ceea ce știm astăzi. Atmosfera a fost de fapt dominată de gaze precum dioxid de carbon (CO₂), metan (CH₄) și amoniac (NH₃), creând un mediu reducător. La acea vreme, oceanele erau, de asemenea, lipsite de oxigen liber, iar viața de pe Pământ era limitată la forme simple, în principal microorganisme anaerobe. În această perioadă, au evoluat organisme fotosintetice primitive, cum ar fi cianobacteriile. Aceste microorganisme au fost capabile să transforme energia solară în hrană prin fotosinteză, un proces care eliberează oxigen ca produs secundar. Cu toate acestea, oxigenul produs a fost consumat inițial prin reacții chimice cu minerale și gaze vulcanice, limitându-i concentrația în atmosferă și oceane.
Cu aproximativ 2,5 miliarde de ani în urmă, însă, a început să aibă loc o acumulare de oxigen, deși acest proces a fost neregulat și treptat. Această oxigenare a avut implicații profunde pentru chimia Pământului, deoarece oxigenul a reacționat cu elementele și compușii prezenți pe Pământ, formând noi minerale și modificând compoziția atmosferică. Apariția oxigenului a deschis și calea pentru evoluția unor forme de viață noi, mai complexe. Organismele anaerobe au trebuit să se adapteze la schimbările de mediu, în timp ce noile nișe ecologice create de oxigen au favorizat apariția unor forme de viață aerobe mai eficiente din punct de vedere energetic. Puțin mai târziu, oxigenul atmosferic a devenit suficient de abundent pentru a permite formarea de ozon (O₃) în atmosfera superioară. Acest strat de ozon a jucat un rol crucial în filtrarea radiațiilor ultraviolete de la Soare, oferind astfel protecție suplimentară organismelor terestre împotriva efectelor nocive ale acestei radiații.
Această Marea Oxigenare nu a fost un eveniment liniar și uniform, așa cum ar putea sugera și numele său. Dimpotrivă, cercetările recente ale unei echipe internaționale de cercetători, prezentate într-un articol publicat în revista Nature, dezvăluie într-adevăr că acumularea inițială de O₂ în atmosferă și oceane a fost marcată de o dinamică complexă și pulsată. Potrivit cercetătorilor, creșterea inițială a O₂ s-a produs prin izbucniri repetate, acoperind cel puțin 200 de milioane de ani până acum aproximativ 2,3 miliarde de ani.
Pentru această lucrare, cercetătorii s-au concentrat pe analiza șisturilor marine din Supergrupul Transvaal din Africa de Sud, o regiune cheie pentru studierea condițiilor oceanului în această perioadă critică. Folosind rapoarte stabile ale izotopilor de taliu (Tl) și alte elemente sensibile la redox, ei au identificat fluctuații ale nivelurilor marine de O₂ care corespundeau modificărilor observate ale oxigenului atmosferic. Aceste constatări contestă viziunea tradițională a unui GOE ca un eveniment simplu, uniform. Cercetătorii spun că datele culese arată că Pământul a trebuit să sufere evoluții biologice, geologice și chimice semnificative pentru a permite un proces de oxigenare durabil. Aceasta înseamnă că diferite aspecte ale planetei, cum ar fi viața, procesele geologice și reacțiile chimice, au trebuit să se transforme în timp pentru a face posibilă acumularea de oxigen în atmosferă și oceane.
Perioadele în care nivelul de oxigen din oceane și atmosferă a crescut, precum și cele în care au scăzut din nou, par să fi fost strâns sincronizate. Această sincronizare sugerează că există o interconexiune profundă între oceane și atmosfera Pământului în procesul de oxigenare a planetei. Cu alte cuvinte, modificările oxigenului atmosferic influențează și nivelul de oxigen din oceane și invers, arătând cât de strâns legate și interdependente sunt aceste două sisteme de viață de pe Pământ.
Cercetările viitoare vor avea ca scop rafinarea înțelegerii mecanismelor exacte care reglementau oxigenarea Pământului. Utilizarea avansată a izotopilor de taliu și a altor tehnici geochimice va face posibilă cartografierea și mai precisă a evoluției nivelurilor de O₂ în oceane și elucidarea interacțiunilor complexe dintre procesele biologice, geologice și atmosferice care au dus la Marea Oxigenare. Pe scurt, studiul GOE ne reamintește că istoria Pământului este o poveste a transformărilor profunde și adesea complexe. Înțelegerea modului și de ce oxigenul a devenit o componentă crucială a mediului nostru este esențială nu numai pentru a reconstrui trecutul nostru îndepărtat, ci și pentru a prezice și înțelege mai bine viitorul planetei noastre în contextul schimbărilor globale de mediu.
