Oltre un miliardo di anni fa, un lago subtropicale molto simile alla moderna Death Valley che un tempo occupava l’attuale Ontario settentrionale, evaporava sotto il sole cocente trasformandosi in salamoia e lasciando dietro di sé cristalli di halite, un minerale formato da cloruro di sodio, il comune sale da cucina.
Era un mondo molto diverso da quello che conosciamo oggi. All’epoca, la Terra era dominata dai batteri. Le prime alghe rosse facevano capolino, mentre la vita multicellulare complessa – animali e piante – sarebbe comparsa solo centinaia di milioni di anni dopo. Eppure, in queste minuscole sacche di sale, rimaste intatte per 1,4 miliardi di anni, un gruppo di ricercatori ha scoperto tracce dirette dell’aria respirata dai primi organismi.
Analizzando questo campione d’aria, un miliardo di anni più ‘vecchio’ dei dinosauri, il team ha esteso di 1,4 miliardi di anni il record dei dati diretti sull’atmosfera terrestre. I risultati sono stati pubblicati su Proceedings of the National Academy of Sciences.
Misurare l’aria intrappolata nei cristalli non è stato semplice: le bolle contengono sia aria che salamoia, e gas come ossigeno e anidride carbonica si comportano in modo diverso in questi due ambienti. Grazie a strumenti personalizzati sviluppati in laboratorio, i ricercatori del Rensselaer Polytechnic Institute, negli Stati Uniti, sono riusciti a ottenere misurazioni dirette con un livello di precisione mai raggiunto prima per l’era Mesoproterozoica, tra 1,6 e 1 miliardo di anni fa.
I dati rivelano che l’ossigeno era presente al 3,7% dei livelli odierni, un valore sorprendentemente alto, sufficiente a sostenere forme di vita multicellulare complesse, anche se queste sarebbero effettivamente comparse solo centinaia di milioni di anni più tardi. L’anidride carbonica, invece, era circa dieci volte più abbondante di oggi, contribuendo a mantenere un clima mite nonostante un Sole più debole, il cosiddetto ‘faint young sun’.
Se quindi c’era abbastanza ossigeno per sostenere la vita animale, perché ci è voluto così tanto tempo prima che evolvesse davvero? Secondo i ricercatori, i cristalli potrebbero aver catturato un evento transitorio di ossigenazione, un raro momento di vivacità nel mezzo del cosiddetto ‘noioso miliardo’ – così gli scienziati chiamano scherzosamente questo periodo geologico, caratterizzato da stabilità atmosferica e scarsa evoluzione. Le alghe rosse, comparse proprio in questo periodo, potrebbero aver contribuito a questi livelli relativamente alti di ossigeno, influenzando la chimica dell’atmosfera e aprendo la strada allo sviluppo futuro della vita complessa.
In apertura: immagine microscopica delle inclusioni fluide in cristalli di halite risalenti a 1,4 miliardi di anni fa, che conservano aria e salamoia antiche. Crediti: Justin Park/Rpi.