La ricerca di uno studente laureato dell'Università del Minnesota Duluth (UMD) Mojtaba Fakhraee e del Professore Associato Sergei Katsev ha spinto un'importante pietra miliare nell'evoluzione dell'ambiente terrestre di circa 250 milioni di anni. Mentre si ritiene che l'ossigeno si sia accumulato per la prima volta nell'atmosfera terrestre circa 2,45 miliardi di anni fa, una nuova ricerca mostra che gli oceani contenevano ossigeno in abbondanza molto prima di quel momento, fornendo un habitat ricco di energia per i primi anni di vita. I risultati dei due scienziati dell'UMD e del loro coautore Sean Crowe dell'Università della British Columbia sono stati pubblicati sulla rivista peer-reviewed Progressi scientifici .

"Quando piccoli batteri nell'oceano iniziarono a produrre ossigeno, fu una svolta importante e cambiò la chimica della terra, " ha spiegato Katsev. "Il nostro lavoro individua il momento in cui l'oceano ha iniziato ad accumulare ossigeno a livelli che avrebbero cambiato sostanzialmente la chimica dell'oceano ed è circa 250 milioni di anni prima di quello che sapevamo per l'atmosfera. È più o meno il periodo di tempo dalla prima apparizione dei dinosauri fino ad oggi".

I risultati sono importanti, secondo gli autori, perché approfondiscono la nostra comprensione delle condizioni sulla Terra quando tutta la vita consisteva di microbi unicellulari e il loro metabolismo che sappiamo oggi stava appena emergendo.

"Questo ci aiuta a teorizzare non solo sulla prima vita sulla Terra, ma anche sulle tracce della vita che potremmo trovare su altri pianeti, " disse Fakhraee.

Le conclusioni dello studio sono il risultato della creazione di un modello computerizzato dettagliato delle reazioni chimiche che hanno avuto luogo nei sedimenti dell'oceano. I ricercatori si sono concentrati sul ciclo dello zolfo e hanno simulato i modelli in cui tre diversi isotopi di zolfo potrebbero combinarsi nelle antiche rocce sedimentarie. Confrontando i risultati del modello con una grande quantità di dati provenienti da rocce antiche e acqua di mare, sono stati in grado di determinare come i livelli di zolfo e ossigeno erano collegati e hanno vincolato le concentrazioni di ossigeno e solfato nell'antica acqua di mare.

"Stiamo cercando di ricostruire il funzionamento dei primi anni di vita e dei primi ambienti, " ha detto Katsev. "Nessuno stava davvero guardando come i segnali isotopici che venivano generati nell'atmosfera e nell'oceano si stavano trasformando nel sedimento. Ma tutto ciò che possiamo osservare ora è ciò che è stato preservato come rocce, e i modelli isotopici potrebbero essere stati modificati nel processo".

Gran parte di questa ricerca si basa sul lavoro passato dei membri del team, ei risultati della modellazione aiutano a mettere insieme alcune delle osservazioni che sembravano contraddittorie. "Abbiamo risolto alcuni enigmi nella cronologia storica e le contraddizioni che esistevano nei registri degli isotopi di zolfo, " disse Fakhraee.