L'ossigenazione del pianeta e l'esplosione della vita animale.

L'incremento delle concentrazioni di ossigeno nei mari e nell'atmosfera, uno degli eventi fondamentali della storia della Terra, è durato circa 100 milioni di anni. Il risultato, emerso da uno studio basato sull'analisi degli isotopi di selenio in antichi campioni di roccia, dimostra che l'ossigenazione ha preceduto la diffusione della vita sul pianeta(red)

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Sono stati necessari 100 milioni di anni affinché le concentrazioni di ossigeno negli oceani e nell'atmosfera della Terra del remoto passato raggiungessero livelli sufficienti a provocare l'esplosione della vita animale. Lo rivela uno studio pubblicato su "Nature Communications" da Philip Pogge von Strandmann, dello University College London e colleghi. Il risultato ha mostrato che l'incremento è iniziato molto prima di quanto stimato e che è avvenuto in diverse fasi ed epoche iniziando circa 600 milioni di anni fa. Tutto questo ha una conseguenza importante: è probabile che sia stato l'incremento della concentrazione di ossigeno a innescare la comparsa dei primi animali, e non viceversa, come invece indicato in alcuni studi.

Nel corso del periodo Neoproterozoico, che va da un miliardo a 542 milioni di anni fa, il nostro pianeta ha conosciuto un profondo cambiamento, passando per diverse glaciazioni, per il processo di ossigenazione dell'atmosfera e per la comparsa degli animali. Tuttavia, finora è sfuggita una comprensione completa di questi eventi, in parte perché sono mancate le prove che potessero documentare la cronologia degli eventi.

Impronta fossile di Dickinsonia costata, uno degli organismi vissuti dopo la glaciazione di Gaskiers (Wikimedia Commons)

 

Pogge e colleghi hanno studiato campioni di roccia raccolti in Stati Uniti, Canada e Cina per ricostruire le condizioni della Terra tra 770 e 520 milioni di anni fa. Durante questo arco di tempo, sono avvenute tre grandi glaciazioni, quella Sturtiana (circa 716 milioni di anni fa), quella Marinoana (circa 635 milioni di anni fa) e quella di Gaskiers (circa 580 milioni di anni fa), durante le quali le terre emerse erano ricoperte da ghiaccio e la maggior 

parte degli oceani erano ghiacciati dai poli ai tropici. Nei periodi interglaciali, l'incremento della temperatura provocò la fusione di enormi masse di ghiaccio, portando una grande 

quantità di nutrienti negli oceani e causando un aumento dei livelli di ossigeno nei mari fino a notevoli profondità.

L'incremento dei nutrienti a sua volta innescò un aumento del plancton che, dopo la morte, raggiungeva il fondo, portando con sé il carbonio fissato nei composti organici. La fissazione del carbonio ha avuto come conseguenza un notevole incremento dell'ossigeno. Uno dei più importanti indici di tipo chimico-fisico per ricostruire questa cronologia è proprio la presenza di maggiore ossigeno nei mari che, cambiando le condizioni per le reazioni coinvolte, ha determinato una variazione nell'abbondanza di alcuni metalli in tracce.

Gli autori hanno analizzato in particolare le concentrazioni degli isotopi di selenio, concludendo che la grande ossigenazione è iniziata dopo la glaciazione Marinoana, e non dopo la glaciazione di Gaskiers, come ritenuto finora. Il risultato quindi retrodata notevolmente questo passaggio fondamentale per la vita sulla Terra.

Illustrazione della Terra durante il Neoproterozoico: una delle ipotesi è che furono le emissioni di anidride carbonica da parte dei vulcani a riscaldare il pianeta e a porre fine alle glaciazioni (Wikimedia Commons)

"L'ossigeno è stato la miccia dell'esplosione della vita animale: 635 milioni di anni fa, era appena sufficiente per sostenere la vita di piccole spugne e 580 milioni di anni fa solo per la comparsa di pochi altri organismi; 50 milioni di anni più tardi, gli antenati dei vertebrati nuotavano in acque ricche di ossigeno", ha commentato David Catling, coautore dello studio. "Capire come è aumentata la concentrazione dell'ossigeno è il primo passo per capire perché il processo è stato così lungo".

Complessivamente, sono stati necessari 100 milioni di anni per decuplicare la concentrazione di ossigeno.

"Questo nuovo approccio basato sugli isotopi di selenio fornisce più informazioni sulle variazioni graduali dei livelli di ossigeno di quanto consentano le tecniche convenzionali", ha spiegato Pogge von Strandmann. "Siamo rimasti sorpresi di vedere quanto tempo ha impiegato la Terra per produrre l'ossigeno e i nostri risultati smentiscono le teorie secondo cui si sarebbe trattato di un processo repentino causato da cambiamenti nel comportamento animale".

http://www.lescienze.it/news/2015/12/21/news/ossigenazione_proterozoico-2902244/