Se você gosta do cheiro das rosas da primavera, dos sons do canto dos pássaros no verão e das cores da folhagem do outono, você tem a estabilização da camada de ozônio para agradecer por isso. Localizada na estratosfera, onde protege a Terra da radiação ultravioleta prejudicial, a camada de ozônio desempenha um papel fundamental na preservação da biodiversidade do planeta.

Agora podemos ter uma ideia melhor do porquê isso demorou tanto — mais de 2 bilhões de anos — para acontecer.

De acordo com um novo estudo liderado por Yale, a atmosfera primitiva da Terra sediou uma batalha real entre iodo e oxigênio, efetivamente atrasando a criação de uma camada de ozônio estável que protegeria a vida complexa de grande parte da radiação ultravioleta (RUV) do sol.

A nova teoria, descrita em um estudo publicado na revista Proceedings of the National Academy of Sciences , pode resolver um mistério que intriga os cientistas há centenas de anos.

"A origem e a diversificação da vida complexa na Terra continuam sendo uma das questões mais profundas e duradouras nas ciências naturais", disse Jingjun Liu, doutorando em ciências da Terra e planetárias em Yale e primeiro e correspondente autor do novo estudo.

De fato, os cientistas há muito se perguntam por que as plantas terrestres não surgiram na Terra até 450 milhões de anos atrás, embora seus progenitores, as cianobactérias, já existissem há 2,7 bilhões de anos. Da mesma forma, não há fósseis de animais ou plantas terrestres complexos antes da era Cambriana (541 a 485 milhões de anos atrás), apesar da evidência de microfósseis muito mais antigos.

"A única explicação existente afirma que esse atraso é uma característica intrínseca da evolução — que uma quantidade enorme de tempo é necessária", disse Noah Planavsky, professor de ciências da Terra e planetárias, membro do corpo docente do Yale Center for Natural Carbon Capture e autor sênior do novo estudo. "No entanto, essa noção falha em explicar como e por que a vida complexa se originou e se diversificou."

O novo estudo sugere que algo além da necessidade de tempo foi o responsável: a estabilização tardia da camada de ozônio da Terra, causada por concentrações elevadas de iodo marinho que impediram a formação de um escudo protetor de UV na atmosfera.

A produção de ozônio depende do oxigênio atmosférico e da UVR de fundo. Foi amplamente aceito pelos cientistas que, uma vez que a Terra estabeleceu uma concentração substancial de oxigênio atmosférico, o planeta formou uma camada de ozônio que permitiu que a evolução biológica prosseguisse sem impedimentos.

Para o estudo, uma equipe de pesquisa liderada por Yale analisou várias linhas de evidências geológicas independentes e desenvolveu um modelo oceano-atmosfera para reconstruir a dinâmica iodo-ozônio da Terra primitiva. Os pesquisadores descobriram que o conteúdo elevado de iodeto marinho (formado quando o iodo se combina com outro elemento para formar um sal) prevaleceu durante a maior parte da história da Terra, o que teria levado a emissões significativas de iodo inorgânico na atmosfera após o aumento do oxigênio — com o potencial de perturbar o ozônio.

O mecanismo de destruição do ozônio pelo iodo é similar ao processo pelo qual os clorofluorcarbonos (CFCs) criaram o buraco de ozônio sobre a Antártida. Quando os CFCs sofrem fotólise, eles liberam cloro reativo, que destrói cataliticamente o ozônio na estratosfera, levando a uma depleção de até 50% sobre a Antártida continental no pico do problema.

"Ciclos catalíticos acionados por iodo para destruição de ozônio seguem um processo similar e são cineticamente muito mais rápidos do que aqueles envolvendo cloro reativo", disse Planavsky. "Nossos cálculos fotoquímicos indicam que mesmo um aumento moderado na emissão de iodo inorgânico marinho pode resultar em uma depleção de ozônio de toda a atmosfera em dezenas ou mesmo centenas de vezes em relação aos níveis modernos."

Liu observou que, em escala global, níveis instáveis e baixos de ozônio provavelmente persistiram de 2,4 bilhões de anos atrás até cerca de meio bilhão de anos atrás.

"Durante esse intervalo, mesmo sob altos níveis de produção de oxigênio, o ozônio atmosférico pode ter sido muito baixo e provavelmente instável, levando a altos fluxos periódicos ou persistentes de UVR solar na superfície da Terra", disse Liu.

Dalton Hardisty, da Universidade Estadual de Michigan, James Kasting, da Universidade Estadual da Pensilvânia, e Mojtaba Fakhraee, de Yale, são coautores do estudo.