Cientistas de Yale e de Cingapura criaram o que pode ser o teste definitivo — um modelo abrangente para estimar as origens da habitabilidade da Terra, baseado em parte na acidez do oceano.

O novo modelo teórico aplica pesquisas previamente publicadas, lideradas por Yale, a uma ampla gama de processos geológicos e atmosféricos interconectados. Ele pode fornecer a imagem mais clara até agora de como a Terra evoluiu até um ponto em que a vida foi capaz de florescer.

“Este é um esforço teórico tour-de-force, que preenche uma lacuna de longa data entre os processos de superfície e os processos nas profundezas da Terra”, disse Jun Korenaga, professor de ciências da Terra e planetárias na Faculdade de Artes e Ciências de Yale e coautor de um novo estudo no periódico Nature Geoscience . “Este trabalho apresenta de longe o modelo mais abrangente do sistema terrestre inteiro para estimar como o pH do oceano provavelmente evoluiu durante a história da Terra.”

O termo pH (“potencial de hidrogênio”) é uma medida da concentração de íons de hidrogênio em uma solução aquosa — aquosa. Um nível de pH mais baixo é igual a uma acidez mais alta. Uma solução com pH menor que 7 é considerada ácida; a água do mar moderna tem um pH de cerca de 8.

Mas acredita-se amplamente que o antigo oceano da Terra era muito mais ácido, tornando mais difícil sustentar a vida. Muitos cientistas descobriram que a síntese de moléculas orgânicas é extremamente difícil em ambientes com um nível de pH menor que 7.

“Para entender a origem da vida, é importante entender quando e como a Terra começou a abrigar um oceano com um pH mais neutro”, disse Meng Guo, ex-aluno de pós-graduação de Yale no laboratório de Korenaga, que agora é bolsista de pós-doutorado presidencial na Universidade Tecnológica de Nanyang, em Cingapura, e primeiro autor do novo estudo.

“Mas modelar a evolução de longo prazo do pH do oceano é um problema notoriamente difícil, pois envolve quase todos os componentes do sistema terrestre: a atmosfera, o oceano, a crosta e o manto”, disse Guo.

Por exemplo, o pH do oceano depende em grande parte do dióxido de carbono atmosférico ( CO2 ), que, por sua vez, é influenciado por uma variedade de outros fatores. A concentração de CO2 diminui, por exemplo, como resultado de sua reação química com continentes, crosta oceânica profunda — e seu eventual mergulho no interior da Terra via subducção. Mas os níveis de CO2 atmosférico aumentam quando há atividade vulcânica.

Para seu estudo, Korenaga e Guo calibraram e definiram cuidadosamente parâmetros para como cada um desses componentes funcionava — e então os fizeram interagir. Os pesquisadores foram guiados por uma série de estudos da Terra primitiva publicados anteriormente pelo grupo de Korenaga.

Usando seu novo modelo, Korenaga e Guo estimaram que a Terra levaria 500 milhões de anos para neutralizar a acidez do oceano o suficiente para sustentar a vida. Bolsões de água com níveis de pH mais neutros podem ter existido antes, mas não em uma escala grande o suficiente para que a vida se estabelecesse.

Os pesquisadores disseram que suas descobertas podem lançar luz não apenas sobre os processos primitivos da Terra, mas também sobre o papel que esses processos desempenham no clima moderno. 

A pesquisa foi apoiada, em parte, por uma bolsa de astrobiologia da NASA .