Como se formou e de que era constituída supostamente a atmosfera secundária da terra primitiva?
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A Terra primitiva certamente continha uma atmosfera dominada por dióxido de carbono, e em muitos pontos, semelhante à atmosfera de Vênus. Neste cenário a vida surgiu, passando de replicadores auto/biopoéticos presentes no oceano aos primeiros seres unicelulares dando primeiros passos evolutivos, sobrevivendo em um ambiente anóxico. Este ancestral universal comum de todas formas de vida deu origem as bactérias (os procariotos). Essas primeiras células não tinham núcleo definido e se reproduziam por uma divisão celular relativamente simples. Posteriormente, com o passar dos milhões e bilhões de anos deram origem a uma extensa biodiversidade de indivíduos celulares relativamente mais organizados (a eucariogênese), se especializando em atividades metabólicas e fisiológicas distintas, culminando no desenvolvimento dos animais, fungos, parasitas e claro, da fotossíntese pelas algas. A fotossíntese é um dos fatores responsáveis pelo estado atual de nossa atmosfera, que compõem 20,9% de oxigênio, 78,1% nitrogênio e 1% de outros gases como o argônio, dióxido de carbono, hélio e neônio.O famoso experimento de Miller-Urey sobre a formação dos primeiros blocos moleculares orgânicos e de consenso científico foi que a Terra primitiva tinha uma atmosfera redutora com compostos relativamente ricos em hidrogênio e pobres em oxigênio [por exemplo, metano (CH4) e amônia (NH3) em oposição ao dióxido de carbono (CO2) e dióxido de nitrogênio (NO2)]. Uma atmosfera redutora é uma condição atmosférica em que a oxidação é impedida pela ausência de oxigênio e outros gases ou vapores oxidantes, e que pode conter reduzir ativamente gases tais como hidrogênio, monóxido de carbono (CO) e gases que se oxidam na presença de oxigênio, tal como o sulfeto de hidrogênio (H2S). Lembrando que a oxidação é uma reação que ocasiona perda de elétrons e consequente aumento de sua carga (um exemplo hipotético é o Fe2+ que, neste caso, representaria uma reação de oxirredução).
Ainda discute-se se a atmosfera primitiva era de fato redutora como as diversas evidências têm apontado, ou se era fracamente redutora, neutra (Cleaves et al, 2008), e alguns ainda defendem que era oxidativa. Se a Terra tinha de fato uma natureza oxidativa como destacou um artigo de 2011 na revista Nature, então os blocos de construção da vida, os aminoácidos, RNA e DNA certamente se formaram em condições oceânicas próximas a fontes hidrotermais em oceanos primitivos onde havia um ambiente mais favorável á vida. Quem propõe isto são os cientistas do Centro de Nova York da Astrobiology do Rensselaer Polytechnic Institute que usaram os minerais mais antigos da Terra (zircão) para reconstruir as condições atmosféricas presentes na Terra logo após seu nascimento. Os resultados fornecem evidências diretas de que a atmosfera antiga do planeta era oxidativa. Os cientistas mostram que a atmosfera da Terra, 500 milhões de anos após a sua origem, não era um local cheio de metano, mas com algumas condições próximas a de nossa atmosfera atual. A pesquisa foi financiada pela NASA. Os resultados concordam que com a teoria amplamente aceita de que a atmosfera da Terra foi formada por gases liberados da atividade vulcânica em sua superfície e que esta liberação de gases proveniente do magma foi a principal entrada para a atmosfera. O magma escorre, resfria e cristaliza em rocha sólida capturando elementos da atmosfera aprisionando partes da história da Terra. No caso, a formação do zircão.
Os cientistas procuraram determinar os níveis de oxidação dos magmas que formaram esses antigos zircões. Ao determinar o estado de oxidação dos magmas eles olharam para as concentrações de um metal terra-rara chamado cério nos zircões. Este, é um indicador de oxidação importante porque pode ser encontrado em dois estados de oxidação. Quanto mais elevada for a concentração do tipo de cério, mais oxidado é o zircão. Mas como os autores do estudo declararam, o metano e os seus homólogos têm muito mais potencial biológico para saltar a partir de compostos inorgânicos de aminoácidos de apoio à vida e DNA. Watson, um dos autores do estudo declara que a descoberta do seu grupo pode revigorar teorias que talvez os blocos de construção para a vida não foram criados na Terra, mas entregues aqui provenientes de outro lugar na Galáxia. Outra proposta é da origem da vida em fontes hidrotermais, no fundo de oceanos do Hadeano. Os resultados em si não contradizem as teorias existentes sobre o caminho da vida partindo da anaerobiose até os organismos aeróbicos. Os resultados quantificam a natureza das moléculas de gás que contêm carbono, hidrogênio e enxofre na atmosfera mais cedo, mas eles não esclarecem a ascensão mais tarde do oxigênio livre no ar. Ainda havia uma quantidade significativa de tempo para o oxigênio acumular-se na atmosfera através de mecanismos biológicos, de acordo com a fugacidade dos gases (Astrobio, 2011).