Gli scienziati si sono chiesti a lungo come l'atmosfera terrestre si riempisse di ossigeno. Il geologo dell'UBC Matthijs Smit e il partner di ricerca Klaus Mezger potrebbero aver trovato la risposta nelle rocce continentali che hanno miliardi di anni.

"L'ossigenazione stava aspettando di accadere, " ha detto Smit. "Tutto ciò di cui avrebbe avuto bisogno era che i continenti maturassero".

La prima atmosfera e gli oceani della Terra erano privi di ossigeno libero, anche se minuscoli cianobatteri producevano il gas come sottoprodotto della fotosintesi. L'ossigeno libero è ossigeno che non è combinato con altri elementi come carbonio o azoto, e gli organismi aerobici ne hanno bisogno per vivere. Un cambiamento avvenne circa tre miliardi di anni fa, quando piccole regioni contenenti ossigeno libero cominciarono ad apparire negli oceani. Quindi, circa 2,4 miliardi di anni fa, l'ossigeno nell'atmosfera è aumentato improvvisamente di circa 10, 000 volte in soli 200 milioni di anni. Questo periodo, noto come il Grande Evento di Ossidazione, cambiato completamente le reazioni chimiche sulla superficie della Terra.

Smit, un professore nel dipartimento di terra dell'UBC, scienze oceaniche e atmosferiche, e collega, professore Klaus Mezger dell'Università di Berna, erano consapevoli che anche la composizione dei continenti cambiava in questo periodo. Hanno deciso di trovare un collegamento, esaminando da vicino i documenti che descrivono in dettaglio la geochimica degli scisti e dei tipi di rocce ignee di tutto il mondo:più di 48, 000 rocce risalenti a miliardi di anni.

"Si è scoperto che si è verificato un cambiamento sbalorditivo nella composizione dei continenti nello stesso momento in cui l'ossigeno libero stava iniziando ad accumularsi negli oceani, " ha detto Smit.

Prima dell'ossigenazione, i continenti erano composti da rocce ricche di magnesio e povere di silice, simili a quelle che si possono trovare oggi in luoghi come l'Islanda e le Isole Faroe. Ma soprattutto, quelle rocce contenevano un minerale chiamato olivina. Quando l'olivina entra in contatto con l'acqua, avvia reazioni chimiche che consumano ossigeno e lo bloccano. Questo è probabilmente quello che è successo all'ossigeno prodotto dai cianobatteri all'inizio della storia della Terra.

Però, man mano che la crosta continentale si evolveva in una composizione più simile a quella odierna, olivina praticamente scomparsa. Senza quel minerale che reagisce con l'acqua e consuma ossigeno, il gas è stato finalmente lasciato accumulare. Gli oceani alla fine si saturarono, e l'ossigeno attraversato nell'atmosfera.

"Sembra davvero che sia stato il punto di partenza per la diversificazione della vita come la conosciamo, " ha detto Smit. "Dopo quel cambiamento, la Terra divenne molto più abitabile e adatta all'evoluzione della vita complessa, ma quello aveva bisogno di un meccanismo di innesco, ed è quello che potremmo aver trovato."

Quanto a ciò che ha causato il cambiamento della composizione dei continenti, che è oggetto di studio in corso. Smit osserva che la moderna tettonica a zolle è iniziata più o meno nello stesso periodo, e molti scienziati teorizzano che ci sia una connessione.

Lo studio è pubblicato su Geoscienze naturali .