Raios de grandes erupções vulcânicas podem ter iniciado a vida na Terra

Estudo sugere que os raios durante as erupções vulcânicas poderiam ter fornecido nitrogênio na forma necessária às primeiras formas de vida aqui na Terra. Saiba mais aqui.

raios vulcânicos
Esses raios ocorrem dentro das nuvens de cinzas emitidas pelas erupções vulcânicas.

Cerca de 78% da atmosfera terrestre é composta de nitrogênio. Contudo, a forma na qual se encontra esse elemento (composto por dois átomos fortemente ligados) só se torna útil à vida quando separada e combinada com outros elementos, formando nitratos.

Alguns estudos teóricos antigos já propuseram que os raios vulcânicos poderiam ter contribuído para a fixação de nitrogênio nos primeiros ambientes pré-bióticos da Terra, mas ainda faltavam evidências geológicas.

Os raios vulcânicos ocorrem dentro das nuvens de cinzas emitidas pelas erupções, gerando eletricidade estática dentro da pluma vulcânica.

Agora, um estudo publicado na revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) por uma equipe internacional de pesquisadores, sugeriu, através de análises geológicas, que os raios de erupções vulcânicas podem ter iniciado a vida na Terra.

Como os raios vulcânicos podem ter dado início à vida?

Hoje, alguns microorganismos, como as bactérias, conseguem “fixar” o gás nitrogênio, convertendo-o em compostos como o nitrato. Mas no início da história da Terra, algo não biológico teria que ter iniciado o processo. “As bactérias fixadoras de nitrogênio não existiam quando a vida evoluiu, pelo o que deve ter havido uma fonte não biológica desde o início”, disse Slimane Bekki (Universidade de Sorbonne, em Paris), coautor do estudo.

Aí que entram em cena os raios. Este fenômeno natural de alta energia tem a capacidade de quebrar os átomos de nitrogênio, que podem então se combinar com o oxigênio para formar óxidos de nitrogênio (NOx) e, eventualmente, nitratos (NO3). E sabe-se que ocorrem muitos raios durante uma grande erupção vulcânica.

Segundo o estudo, a fixação de nitrogênio é um processo essencial para a vida, pois converte o dinitrogênio atmosférico em formas biologicamente assimiláveis.

Os pesquisadores analisaram depósitos vulcânicos provenientes de grandes erupções explosivas no Peru, na Turquia e na Itália, e se surpreenderam ao encontrar uma quantidade significativa de nitrato em algumas camadas. As análises geoquímicas, incluindo multi-isótopos de oxigênio, indicaram que esse nitrato é o produto final da oxidação da fixação atmosférica de nitrogênio por raios vulcânicos. “Mas foi o valor que realmente surpreendeu. É realmente enorme”, disse Bekki. Então, tudo indica que os nitratos provavelmente foram gerados por raios vulcânicos.

E este processo pode ter fornecido o nitrogênio necessário para que as primeiras formas de vida evoluíssem e prosperassem aqui na Terra.

A vulcanologista e professora de Ciências da Terra da Universidade de Oxford, Tamsin Mather, diz que a conclusão desse estudo faz sentido. “Esperamos que erupções vulcânicas como as estudadas no artigo gerem relâmpagos significativos, por isso é bem possível que relâmpagos vulcânicos possam ter dado origem a este sinal”, diz ela em uma entrevista.

Grandes erupções explosivas poderiam fixar aproximadamente 60 Teragramas de nitrogênio, destacando o papel potencial das erupções vulcânicas na criação de condições favoráveis ao surgimento da vida na Terra.

Segundo os autores, esta descoberta fornece a evidência geológica que faltava do papel das erupções explosivas em processos que exigem muita energia, que foram essenciais no fornecimento de blocos de construção para a vida durante o seu surgimento na Terra.

Referência da notícia:

Aroskay, A. et al. Geological evidence of extensive N-fixation by volcanic lightning during very large explosive eruptions. Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), v. 121, n. 7, 2023.