Piccoli incubatori sono stati usati per simulare le prime condizioni della Terra, monitoraggio della diversità microbica e delle emissioni di metano per un periodo di 500 giorni. Credito:Rob Felt, Georgia Tech
Per gran parte dei suoi primi due miliardi di anni, La Terra era un posto molto diverso:l'ossigeno scarseggiava, dominata dalla vita microbica, e il sole era notevolmente più debole di oggi. Eppure la documentazione sulle rocce mostra che vasti mari coprivano gran parte della Terra primitiva sotto il debole giovane sole.
Gli scienziati hanno a lungo discusso su cosa impedisse a quei mari di congelarsi. Una teoria popolare è che gas potenti come il metano, con un potere di riscaldamento molte volte maggiore dell'anidride carbonica, hanno creato un'atmosfera serra più densa di quella necessaria per mantenere l'acqua liquida oggi.
In assenza di ossigeno, ferro accumulato negli antichi oceani. Sotto i giusti processi chimici e biologici, questo ferro arrugginito dall'acqua di mare e ha pedalato molte volte attraverso un ciclo complesso, o "ruota ferrosa". Alcuni microbi potrebbero "respirare" questa ruggine per competere con altri, come quelli che producevano il metano. Quando la ruggine era abbondante, una "cortina di ferro" potrebbe aver soppresso le emissioni di metano.
"Gli antenati dei moderni microbi che producono metano e respirano ruggine potrebbero aver combattuto a lungo per il predominio in habitat in gran parte governati dalla chimica del ferro, " disse Marco Bray, un dottorato di ricerca in biologia candidato nel laboratorio di Jennifer Glass, assistente professore presso la School of Earth and Atmospheric Sciences del Georgia Institute of Technology e ricercatore principale dello studio finanziato dal programma Exobiology and Evolutionary Biology della NASA. La ricerca è stata riportata sulla rivista geobiologia il 17 aprile 2017.
Marco Bray (a sinistra), un dottorato di ricerca in biologia candidato e Jennifer Glass, assistente professore presso la School of Earth and Atmospheric Sciences del Georgia Institute of Technology, sono mostrati in laboratorio dove minuscoli incubatori simulavano le prime condizioni della Terra. Credito:Rob Felt, Georgia Tech
Usando il fango estratto dal fondo di un lago tropicale, i ricercatori della Georgia Tech hanno acquisito una nuova comprensione di come i microbi antichi producessero metano nonostante questa "cortina di ferro".
Collaboratore Sean Crowe, un assistente professore presso l'Università della British Columbia, fango raccolto dalle profondità del lago Matano in Indonesia, un ecosistema anossico ricco di ferro che imita in modo univoco i primi oceani. Bray ha messo il fango in minuscole incubatrici che simulavano le prime condizioni della Terra, e monitorato la diversità microbica e le emissioni di metano per un periodo di 500 giorni. Il metano minimo si è formato quando è stata aggiunta la ruggine; senza ruggine, i microbi continuavano a produrre metano attraverso diluizioni multiple.
Estrapolando questi risultati al passato, il team ha concluso che la produzione di metano avrebbe potuto persistere in zone prive di ruggine di antichi mari. A differenza della situazione negli oceani ben aerati di oggi, dove viene consumata la maggior parte del gas naturale prodotto sul fondo del mare prima che possa raggiungere la superficie, la maggior parte di questo antico metano sarebbe sfuggito all'atmosfera per intrappolare il calore del primo sole.