Clima e atmosfera: la “Catastrofe dell’ossigeno” è avvenuta 100 milioni di anni dopo il previsto

L’aumento permanente dell’ossigeno nell’atmosfera terrestre, che ha cambiato radicalmente la successiva natura dell’abitabilità della Terra, è avvenuto molto più tardi di quanto si pensasse, secondo una nuova ricerca.

Lo studio, condotto da un team internazionale guidato dall’Università di Leeds, inclusi ricercatori dell’Università della California-Riverside, dell’Università di Harvard, dell’Università della Danimarca meridionale e dell’Università di St Andrews, fornisce anche una spiegazione per alcuni dei più estremi episodi climatici che hanno colpito la Terra, quando il pianeta è stato ripetutamente ricoperto di ghiaccio.

La prima volta in cui l’ossigeno è stato presente in modo significativo nell’atmosfera è stato circa 2,43 miliardi di anni fa, e ciò segna l’inizio del Grande Evento di Ossidazione, o Catastrofe dell’ossigeno, un periodo fondamentale nella storia della Terra. Sebbene il Grande Evento di Ossidazione abbia portato a livelli di ossigeno che erano ancora molto più bassi di oggi, ha cambiato drasticamente la composizione chimica della superficie del pianeta e ha posto le basi per il successivo corso dell’evoluzione biologica sulla Terra, che alla fine ha portato a un pianeta che collabora con la vita animale.

Analizzando le rocce del Sud Africa, che sono state depositate nell’oceano al momento del Grande Evento di Ossidazione, i ricercatori hanno scoperto che l’ossigenazione atmosferica iniziale è stata di breve durata e l’ossigeno non è diventato una caratteristica permanente dell’atmosfera se non molto più tardi.

Il professor Simon Poulton, della School of Earth and Environment di Leeds, che ha guidato la ricerca, ha spiegato: “Il Grande Evento di Ossidazione ha cambiato radicalmente l’ambiente e l’abitabilità della Terra. Si pensava che questo primo periodo di ossigenazione si fosse verificato tra circa 2,43 e 2,32 miliardi di anni fa. Tuttavia, la nostra ricerca mostra che, in effetti, l’ossigenazione dell’atmosfera è stata altamente instabile per un periodo di circa 200 milioni di anni, con l’ossigenazione atmosferica permanente che si è verificata circa 100 milioni di anni dopo quanto si pensava in precedenza“.

I risultati, pubblicati sulla rivista Nature, suggeriscono anche un collegamento diretto tra le fluttuazioni della concentrazione di ossigeno atmosferico e le concentrazioni di gas serra.

Il professor Andrey Bekker dell’Università della California-Riverside, coautore dello studio, ha dichiarato: “Questi risultati aiutano a spiegare quattro glaciazioni diffuse che si sono verificate in coincidenza con il Grande Evento di Ossidazione, alcune delle quali avrebbero probabilmente coperto l’intera Terra di ghiaccio per milioni di anni. I nostri nuovi dati mostrano che l’aumento permanente dell’ossigeno si è effettivamente verificato dopo l’ultima grande glaciazione del periodo e non prima di essa, che in precedenza era stato un grande enigma nella nostra comprensione dei collegamenti tra l’ossigenazione atmosferica precoce e l’intensa instabilità climatica“.

Il team di ricerca ha ribattezzato questo periodo il Grande Episodio di Ossidazione: ha inaugurato un periodo di 1,5 miliardi di anni di successiva stabilità climatica e ambientale, che è rimasta tale fino a un secondo periodo importante di aumento dell’ossigeno e instabilità climatica alla fine del periodo Precambriano.

Il professor David Johnston, coautore dell’Università di Harvard, ha affermato: “L’aumento dell’ossigeno atmosferico è stato un fattore chiave per l’abitabilità della Terra. Svelare la storia dell’ossigenazione atmosferica ci permette di capire come l’ossigeno sia aumentato a livelli sufficienti per consentire l’evoluzione degli animali. Il Grande Episodio di Ossidazione, quando l’ossigeno atmosferico è aumentato per la prima volta a livelli apprezzabili, rappresenta un passo fondamentale in questa storia“.

Il professor Poulton ha aggiunto: “Non possiamo iniziare a comprendere le cause e le conseguenze dell’ossigenazione atmosferica, il dato più significativo sull’abitabilità della Terra, se non sappiamo quando si è effettivamente verificata l’ossigenazione atmosferica permanente. Ora finalmente abbiamo quel pezzo del puzzle“.