Perché l’ossigeno è arrivato così tardi sulla Terra? La risposta potrebbe essere… il nichel e l’urea

Non tutti sanno che l’ossigeno sulla Terra è arrivato “tardi” rispetto a quanto la geologia dovrebbe dirci, sembra però che nichel e anche altre sostanze siano coinvolte in questo “ritardo geologico”.

L’ossigeno che oggi respiriamo non è sempre stato presente nell’atmosfera terrestre. Per miliardi di anni la Terra è stata un pianeta privo di aria respirabile, fino al cosiddetto Grande Evento di Ossidazione (GOE), avvenuto circa 2,1–2,4 miliardi di anni fa.

Eppure, i cianobatteri, cioè i microrganismi che producono ossigeno tramite fotosintesi, esistevano già da centinaia di milioni di anni prima; allora perché l’ossigeno ha impiegato così tanto tempo per accumularsi nell’atmosfera?

Un gruppo di ricercatori dell’Institute for Planetary Materials dell’Università di Okayama (Giappone) ha trovato un indizio sorprendente: la colpa potrebbe essere di due composti spesso ignorati, il nichel e l’urea.

Ricreare la Terra primordiale in laboratorio

Lo studio, pubblicato su Communications Earth & Environment, ha seguito due fasi sperimentali.

1. Si può creare urea in modo naturale su una Terra senza ozono?

I ricercatori hanno esposto miscele di ammonio, ferro e cianuro a luce UV-C, lo stesso tipo di radiazione solare che raggiungeva la superficie terrestre prima della formazione dell’ozono.
Risultato: l’urea (fondamentale per la vita) può formarsi spontaneamente in quelle condizioni.

2. Come reagiscono i cianobatteri a nichel e urea?

Colture di Synechococcus sp. PCC 7002 sono state fatte crescere variando le quantità di nichel e urea. Le misurazioni (densità ottica e clorofilla-a) hanno mostrato che:

• Quando nichel e urea sono troppi, i cianobatteri crescono poco.
• Quando entrambi diminuiscono, le fioriture microbiche aumentano e con loro la produzione di ossigeno.

Un nuovo modello per spiegare il Grande Evento di Ossidazione

I ricercatori propongono uno scenario alternativo:

Fase	Condizioni sulla Terra	Effetto
Archeano iniziale	Tantissimo nichel + tanta urea	Cianobatteri limitati → poco ossigeno
Successivamente	Il nichel diminuisce nei mari	I cianobatteri prosperano → più ossigeno
GOE	Ecosistemi stabili e fotosintesi continua	L’ossigeno invade l’atmosfera

Come spiega il dott. Dilan M. Ratnayake: “Capire come un microbo primordiale sia riuscito a cambiare l’atmosfera terrestre ci aiuta anche a progettare future missioni spaziali, soprattutto se un giorno vorremo generare ossigeno su altri pianeti.”

Perché questa scoperta è importante oggi

Questa scoperta è importante, molto importante, per i seguenti motivi:

• Biosignature su Marte ed esopianeti: comprendere come nasce l’ossigeno aiuta a interpretare le atmosfere di altri mondi.
• Nuove strategie per missioni come Mars Sample Return: nichel e urea diventano variabili da monitorare, non solo rocce e minerali.
• Origini della vita complessa: dimostra che anche piccole concentrazioni di elementi “secondari” possono cambiare la storia di un pianeta intero.

Conclusione

In sintesi si può riassumere il tutto in questo modo:

• I cianobatteri producevano ossigeno molto prima del GOE.
• Ma alte concentrazioni di nichel e urea ne limitavano la crescita.
• Quando questi elementi sono diminuiti, l’ossigeno ha iniziato ad accumularsi nell’atmosfera.
• Da lì è nata la Terra come la conosciamo: ossigeno, ecosistemi complessi, e infine… noi.