Nonostante abbia testimoniato il proprio aumento dell'atmosfera terrestre di circa 2,5-2,3 miliardi di anni fa, l'ossigeno ha avuto relativamente poco da dire sulla sua storia antica fino ad ora. Un recente studio finanziato dall'UE fornisce una nuova prospettiva su una delle storie più significative della storia della Terra:l'aumento dell'ossigeno.

Sebbene sia possibile accedere alla storia recente dell'atmosfera terrestre misurando direttamente i gas atmosferici intrappolati nelle carote di ghiaccio, può essere sorprendente sapere che una capsula del tempo di ossigeno atmosferico altrettanto fedele non è ancora nota per la maggior parte della storia della Terra. L'aumento dell'ossigeno atmosferico è una delle più grandi storie della storia della Terra, ma questa storia è tipicamente raccontata attraverso prove di seconda mano, come da proxy di isotopi stabili dello zolfo prove da rocce antiche. Gli isotopi stabili dello zolfo sono particolarmente utili per comprendere il momento in cui l'ossigeno si è accumulato per la prima volta nell'atmosfera terrestre perché mostrano una risposta caratteristica all'aumento di ossigeno al di sopra dello 0,001% dei livelli atmosferici odierni. Però, la registrazione di come l'isotopo di zolfo nelle rocce risponde ai primi aumenti di ossigeno atmosferico non ha un'interpretazione del tutto semplice. Concorrenza tra globale e locale, e originale contro secondario, i processi influenzano la conservazione dei segnali chimici nelle rocce antiche. Di conseguenza, sono necessarie ulteriori prove per supportare le attuali interpretazioni dell'ossigeno atmosferico precoce che si basano su diversi proxy.

In un progetto finanziato dall'UE che coinvolge un team internazionale di ricercatori, prove recentemente pubblicate da rocce di età inferiore a 2,31 miliardi di anni dall'Australia occidentale mostrano ora come segnali di isotopi stabili di zolfo che indicano ossigeno eccessivamente basso possono essere riciclati in rocce formate con livelli di ossigeno crescenti. L'ossigeno stesso è testimone di questo riciclaggio. Infatti, è un segnale isotopico caratteristico dell'ossigeno che implica la formazione di solfati solforati e ossigenati sull'antica superficie continentale intorno a 2,3 miliardi di anni fa. Questo solfato è stato conservato nei minerali, bariti, nelle rocce che si sono formate in un ambiente marino vicino alla riva, come testimonia la loro coesistenza con fossili di stuoie microbiche, o stromatoliti, caratteristiche concave rugose uniche (nella foto al centro della foto). I risultati degli isotopi stabili di ossigeno e zolfo dalle bariti mostrano come l'erosione delle rocce antiche sull'antica superficie terrestre possa prolungare un segnale che indica una mancanza di ossigeno atmosferico anche dopo l'aumento dell'ossigeno atmosferico.

La chimica unica, isotopico, le firme conservate nelle bariti riportate sono un'ulteriore promessa per svelare la prima storia della produzione di gas ossigeno. Prima che l'ossigeno sostanziale si accumulasse nell'atmosfera, la produzione localizzata di ossigeno gassoso da parte di organismi microbici (compresi i microbi che hanno contribuito alle suddette stromatoliti) potrebbe aver già contribuito all'ossidazione, o la "ruggine, " della superficie terrestre. Questa prima impronta di ossigeno può, nel futuro, essere rilevato in modo simile dalla specifica combinazione di segnali di isotopi di zolfo e ossigeno che sono dettagliati nel nuovo studio pubblicato in Comunicazioni sulla natura .