Há mais de 500 milhões de anos, criaturas estranhas e complexas surgiram na Terra. Os cientistas agora acham que sabem por quê
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O campo magnético da Terra desempenha um papel fundamental para tornar o nosso planeta habitável. A bolha protetora sobre a atmosfera protege o planeta da radiação solar, ventos, raios cósmicos e grandes oscilações de temperatura.
No entanto, o campo magnético da Terra quase entrou em colapso há 591 milhões de anos, e esta mudança, paradoxalmente, pode ter desempenhado um papel fundamental no florescimento da vida complexa, descobriu uma nova investigação.
“Em geral, o campo é protetor. Se não tivéssemos tido um campo no início da história da Terra, a água teria sido arrancada do planeta pelo vento solar (uma corrente de partículas energizadas fluindo do Sol em direção à Terra)”, disse John Tarduno, professor de geofísica na Universidade de Rochester, em Nova York, e autor sênior do novo estudo.
“Mas no Ediacarano, tivemos um período fascinante no desenvolvimento das profundezas da Terra, quando os processos que criam o campo magnético… se tornaram tão ineficientes após milhares de milhões de anos, que o campo entrou em colapso quase completamente.”
O estudo, publicado na revista Communications Earth & Environment em 2 de maio, descobriu que o campo magnético da Terra, criado pelo movimento do ferro fundido no núcleo externo da Terra , foi significativamente mais fraco do que a sua força atual durante um período de pelo menos 26 milhões de anos. anos. A descoberta do enfraquecimento sustentado do campo magnético da Terra também ajudou a resolver um mistério geológico duradouro sobre quando o núcleo interno sólido da Terra se formou.
Este período coincide com um período conhecido como Ediacarano, quando os primeiros animais complexos surgiram no fundo do mar à medida que a percentagem de oxigénio na atmosfera e no oceano aumentava.
Esses animais estranhos mal se pareciam com a vida atual - leques moles, tubos e donuts, e discos como Dickinsonia , que cresceu até 1,4 metros de tamanho, e a lesma Kimberella .
Antes dessa época, a vida era em grande parte unicelular e microscópica. Os pesquisadores acreditam que um campo magnético fraco pode ter levado a um aumento de oxigênio na atmosfera, permitindo a evolução de vida complexa inicial.
Descobrindo o quase colapso do campo magnético
Sabe-se que a intensidade do campo magnético da Terra flutua ao longo do tempo, e os cristais preservados nas rochas contêm minúsculas partículas magnéticas que registram a intensidade do campo magnético da Terra.
A primeira evidência de que o campo magnético da Terra enfraqueceu significativamente durante este período veio em 2019, a partir de um estudo de rochas com 565 milhões de anos em Quebec, que sugeriu que o campo era 10 vezes mais fraco do que hoje naquele momento.
O último estudo reuniu mais evidências geológicas que indicavam que o campo magnético enfraqueceu dramaticamente, com informações contidas em rochas de 591 milhões de anos de um local no sul do Brasil sugerindo que o campo era 30 vezes mais fraco do que hoje.
O campo magnético fraco nem sempre foi assim: a equipa examinou rochas semelhantes da África do Sul que datavam de há mais de 2 mil milhões de anos e descobriu que, naquela altura, o campo magnético da Terra era tão forte como é hoje.
Ao contrário de agora, explicou Tarduno, naquela época a parte mais interna da Terra era líquida, não sólida, influenciando a forma como o campo magnético era gerado.
“Ao longo de bilhões de anos, esse processo está se tornando cada vez menos eficiente”, disse ele.
“E quando chegamos ao Ediacaran, o campo está no limite. Está quase desmoronando. Mas então, felizmente para nós, esfriou o suficiente para que o núcleo interno começasse a gerar (fortalecendo o campo magnético).”
O surgimento da primeira vida complexa que teria flutuado ao longo do fundo do mar nesta época está associado a um aumento nos níveis de oxigênio. Alguns animais podem sobreviver com baixos níveis de oxigênio, como esponjas e animais microscópicos, mas animais maiores, com corpos mais complexos e que se movem, precisam de mais oxigênio, disse Tarduno.
Tradicionalmente, o aumento do oxigênio durante este período tem sido atribuído a organismos fotossintéticos como as cianobactérias, que produzem oxigênio, permitindo-lhe acumular-se na água de forma constante ao longo do tempo, explicou o co-autor do estudo Shuhai Xiao, professor de geobiologia na Virginia Tech.
No entanto, a nova investigação sugeriu uma hipótese alternativa, ou complementar, envolvendo um aumento da perda de hidrogénio para o espaço quando o campo geomagnético era fraco.
“A magnetosfera protege a Terra do vento solar, prendendo assim a atmosfera à Terra. Assim, uma magnetosfera mais fraca significa que gases mais leves, como o hidrogênio, seriam perdidos da atmosfera da Terra”, acrescentou Xiao por e-mail.
Tarduno disse que vários processos poderiam estar ocorrendo ao mesmo tempo.
“Não contestamos que um ou mais desses processos estivessem acontecendo simultaneamente. Mas o campo fraco pode ter permitido que a oxigenação ultrapassasse um limite, auxiliando a radiação animal (evolução)”, disse Tarduno.
Peter Driscoll, cientista do Laboratório de Terra e Planetas do Carnegie Institution for Science em Washington, DC, disse concordar com as descobertas do estudo sobre a fraqueza do campo magnético da Terra, mas a alegação de que o campo magnético fraco poderia ter afetado o oxigênio atmosférico e a evolução biológica era difícil de avaliar. Ele não estava envolvido no estudo.
“É difícil para mim avaliar a veracidade desta afirmação porque a influência que os campos magnéticos planetários podem ter no clima não é muito bem compreendida”, disse ele por e-mail.
Tarduno disse que a sua hipótese era “sólida”, mas provar uma ligação causal poderia levar décadas de trabalho desafiador, dado o quão pouco se sabe sobre os animais que viveram nesta época.
Mistério central interno
A análise geológica também revelou detalhes reveladores sobre a parte mais interna do centro da Terra.
As estimativas sobre quando o núcleo interno do planeta pode ter se solidificado – quando o ferro se cristalizou pela primeira vez no centro do planeta – variaram entre 500 milhões e 2,5 bilhões de anos atrás.
A investigação sobre a intensidade do campo magnético da Terra sugere que a idade do núcleo interno da Terra está no extremo mais jovem dessa escala de tempo, solidificando-se após 565 milhões de anos atrás e permitindo que o escudo magnético da Terra se recupere.
“As observações parecem apoiar a afirmação de que o núcleo interno nucleou pela primeira vez logo após este período, empurrando o geodínamo (o mecanismo que cria o campo magnético) de um estado fraco e instável para um campo dipolar forte e estável”, disse Driscoll.
Tarduno disse que a recuperação da força do campo após o Ediacarano, com o crescimento do núcleo interno, foi provavelmente importante para evitar a secagem da Terra rica em água.
Quanto aos bizarros animais do Ediacarano, todos desapareceram no Período Cambriano seguinte, quando a diversidade da vida explodiu e os ramos da árvore da vida hoje familiar formaram-se num tempo relativamente curto.
