A maior parte do dióxido de carbono e outros gases emitidos pelos vulcões foram gerados por reservas orgânicas formadas há centenas de milhões de anos, o que indica uma profunda ligação entre a evolução da vida na Terra e os processos geológicos em seu interior, segundo artigo publicado na revista Science.
“Essa descoberta nos faz pensar em uma reavaliação completa de toda a história da evolução da vida. Nossas observações mostram que todas as estimativas do nível de oxigênio na atmosfera da Terra no passado distante podem estar completamente incorretas, uma vez que as emissões vulcânicas de CO2 podem mudar radicalmente a composição isotópica dos depósitos de calcário em que foram medidos”, explica Marie Edmonds de Cambridge University (UK).
Na Terra, como explicam os cientistas, existe uma espécie de "ciclo do carbono". Enormes quantidades deste elemento são constantemente enterradas no fundo dos oceanos da Terra, onde convivem com restos de animais e plantas, e não menos grandes quantidades de CO2 entram na atmosfera junto com emissões vulcânicas e outras manifestações de atividade geológica.
Antes do início do Antropoceno, a "era do homem", esses processos foram um dos principais condutores do clima terrestre, pois determinavam se a concentração de CO2 na atmosfera estava aumentando ou diminuindo. Em um passado distante, um desequilíbrio na “perda” e “ganho” de carbono associado ao aumento da atividade vulcânica ou liberação de rochas orgânicas para a superfície, já causou extinções em massa e uma vez privou o planeta de todas as suas reservas de oxigênio.
Edmonds e seus colegas descobriram que essa conexão entre a evolução da vida, o ciclo do carbono e os vulcões é, na verdade, muito mais profunda do que os geólogos presumiram, estudando a composição química e isotópica das erupções de cerca de 80 vulcões ao redor da Terra.
Como observam os cientistas, os geólogos notaram há muito tempo que a composição dos gases e magma emitidos por diferentes vulcões pode ser muito diferente, o que estava associado a diferenças na composição mineral e isotópica nessas regiões profundas do manto, de onde a lava se movia para a superfície do planeta.
Depois de analisar a concentração de isótopos de hélio e carbono nas emissões desses vulcões, os cientistas notaram algo incomum - sua participação dependia da região da Terra em que esses focos de atividade geológica estavam localizados. Por exemplo, o dióxido de carbono emitido por vulcões continentais continha muito mais carbono-13 “pesado” e menos hélio-3 “leve” do que a ejeção de vulcões oceânicos.
A razão para isso, como observam os cientistas, estava oculta no passado geológico distante e estava associada a vestígios de vida que existiram na Terra centenas de milhões de anos atrás. O fato é que uma fração significativa das emissões vulcânicas de dióxido de carbono foi gerada não pelo manto, mas por depósitos orgânicos movendo-se em direção ao manto junto com a crosta terrestre, e não pelas reservas de carbono inorgânico que existiram nas entranhas do planeta desde sua formação.
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Essa descoberta foi uma grande surpresa e um problema para os geólogos, já que os primeiros cientistas acreditavam que as ações dos isótopos de carbono nas emissões vulcânicas são valores constantes que dificilmente mudaram ao longo de toda a existência da Terra. Os cientistas usaram essa propriedade das emissões vulcânicas para estimar a quantidade de oxigênio na atmosfera da Terra no passado distante e para avaliar como as condições ecológicas no planeta mudaram em diferentes eras.
Nesse sentido, o movimento dos continentes, suas fusões e desintegrações deveriam ter mudado muito a proporção de isótopos de CO2 nas emissões vulcânicas, bem como na atmosfera e nas rochas sedimentares formadas a partir de restos de seres vivos. Tudo isso complica enormemente a restauração da imagem de como a vida se desenvolveu na Terra, mas ao mesmo tempo indica uma estreita conexão entre sua evolução e o comportamento dos vulcões, concluem os autores do artigo.
