A atmosfera da Terra é composta de muito nitrogênio (78%), um pouco de oxigênio (21%), um respingo de argônio (0, 93%), uma pequena quantidade de dióxido de carbono (0, 038%) e traços de outros gases. . Mas nem sempre foi assim. A composição dos gases na atmosfera pode mudar (e está mudando agora à medida que queimamos combustíveis fósseis), e o registro fóssil revela como algo tão enganosamente simples como o ar pode influenciar a história da vida.
Se você visitou o que hoje é a América do Norte há 300 milhões de anos, perto do fim do período Carbonífero, você teria sido recebido por uma cena muito desconhecida. A paisagem era dominada por vastos pântanos cheios de grandes licopódios (parentes de musgos-clubes que cresciam ao tamanho de árvores), vertebrados anfíbios com quase 6 metros de comprimento e enormes artrópodes. O Meganeura, um parente da libélula que tinha uma envergadura de mais de dois metros de diâmetro, zumbia no ar sobre a gigante Arthropleura, um milípede de quase dois metros de comprimento. Nunca antes ou desde então, os invertebrados terrestres cresceram para tamanhos tão prodigiosos.
O gatilho para esse gigantismo desenfreado foi uma característica peculiar e recém-desenvolvida de plantas que levou os níveis de oxigênio a 35% da atmosfera durante o Carbonífero Tardio. Exuberantes florestas equatoriais produziram uma quantidade considerável de oxigênio como subproduto da fotossíntese, mas isso por si só não foi suficiente para levar o oxigênio atmosférico a níveis tão altos. A causa era a lignina composta química, que as plantas usam para se desenvolver. As bactérias da época eram tão ineficientes em quebrar a lignina em plantas mortas que deixavam para trás uma enorme quantidade de material vegetal rico em carbono para se tornar sequestrado nos pântanos (e eventualmente se transformar nos ricos depósitos de carvão que davam nome ao Carbonífero) . As bactérias usam o oxigênio quando decompõem o material rico em carbono, mas a lignina impediu esse processo até que as bactérias desenvolvessem a capacidade de decompor o composto. Essa peculiaridade biológica fez com que os níveis de oxigênio subissem.
O excedente de oxigênio permitiu que os anfíbios, que absorvem parte do gás através de suas peles, respirassem com mais eficiência e crescessem para tamanhos maiores. Os artrópodes respiram de uma maneira diferente: eles possuem uma rede de tubos ramificados chamados traquéias que conectam pequenas aberturas no exoesqueleto de um invertebrado a suas células, e o oxigênio se infiltra através do corpo através deste sistema. Em uma atmosfera rica em oxigênio, mais oxigênio poderia ser difundido através dessa rede ramificada, e isso abriu caminhos evolutivos que permitiram que os artrópodes também crescessem em proporções gigantescas. O fato de que o oxigênio teria aumentado a pressão do ar também significava que os grandes insetos voadores da época teriam obtido mais sustentação para cada batida de suas asas, permitindo que os artrópodes voadores alcancem tamanhos que são estruturalmente impossíveis para seus parentes atuais. .
Enquanto os gigantescos artrópodes rastejavam e zumbiam, os primeiros amniotas - vertebrados parecidos com lagartos que tinham quebrado sua ligação com a água através de sua capacidade de se reproduzir através de ovos com casca - também estavam se diversificando. Durante o próximo capítulo da história da Terra, o Permiano (cerca de 299 a 251 milhões de anos atrás), esses primeiros parentes de dinossauros e mamíferos deram origem a uma variedade de novas formas, com os parentes dos primeiros mamíferos (coletivamente conhecidos como sinapsídeos), especialmente, ganhando dominância ecológica. Pela primeira vez, os ecossistemas terrestres apoiaram uma rede interconectada de predadores e herbívoros de vários tamanhos e, há cerca de 250 milhões de anos, havia aproximadamente 40 famílias diferentes de vertebrados terrestres que viviam no mundo. Mas no final do período, quase toda essa diversidade foi extinta pela maior catástrofe natural que este planeta já conheceu.
Durante os primórdios da paleontologia, os naturalistas marcaram as fronteiras na história geológica pelo desaparecimento abrupto e em massa de algumas espécies do registro fóssil, seguido pelo surgimento de uma nova e diferente fauna. Eles não perceberam isso na época, mas o que estavam fazendo era marcar as extinções em massa, e a que encerrou o Permiano foi talvez a pior da história da Terra. Até 95 por cento de todas as criaturas marinhas conhecidas foram exterminadas, assim como 70 por cento dos animais terrestres. O paleontologista da Universidade de Bristol, Michael Benton, chamou esse evento de "quando a vida quase morreu".
Identificar um evento de extinção em massa não é o mesmo que explicá-lo, no entanto, e a catástrofe no final do Permiano é talvez o mistério de assassinato mais enigmático de todos os tempos. Cientistas propuseram uma lista de possíveis gatilhos de extinção, incluindo resfriamento global, bombardeamento por raios cósmicos, mudanças nos continentes e impactos de asteróides, mas muitos dos paleontólogos suspeitam que agora são as intensas erupções das armadilhas siberianas, vulcões que cobriam quase 800.000 milhas quadradas. do que é agora a Rússia com lava.
A terra estava muito mais quente no final do Permiano do que é hoje. A atmosfera era relativamente rica em dióxido de carbono, o que alimentou um mundo de estufa em que quase não havia geleiras. A erupção das Armadilhas Siberianas teria adicionado grandes quantidades de gases do efeito estufa na atmosfera, causando mais aquecimento global, aumentando a acidez dos oceanos e baixando os níveis de oxigênio atmosférico. Estas mudanças drásticas na atmosfera e os efeitos ambientais resultantes teriam causado muitos organismos a se asfixiarem pela falta de oxigênio, enquanto outros teriam morrido de um excesso de dióxido de carbono no sangue ou pereceriam porque eram fisiologicamente incapazes de lidar com esses novos condições. Onde comunidades ricas e diversificadas de organismos prosperaram, a extinção deixou apenas comunidades “em crise” de algumas espécies que proliferaram nos habitats vagos.
Embora essas mudanças na atmosfera tenham podado muito a árvore evolucionária há 251 milhões de anos, elas não tornaram o planeta permanentemente inóspito. A vida continuou a evoluir, e os níveis de oxigênio, dióxido de carbono e outros gases continuaram a flutuar, estimulando o clima de “estufa” a “icehouse” estados numerosas vezes.
A terra pode agora estar entrando em uma nova era de estufa, mas o que é único no presente é que os humanos estão assumindo um papel ativo na formação do ar. O apetite por combustíveis fósseis está alterando a atmosfera de uma maneira que mudará o clima, adicionando mais dióxido de carbono e outros gases do efeito estufa à mistura, e essas flutuações podem ter implicações importantes tanto para a extinção quanto para a evolução.
As condições atuais da Terra são suficientemente diferentes daquelas do Permiano tardio de que uma catástrofe semelhante é improvável, mas quanto mais aprendemos sobre climas antigos, mais claro é que mudanças repentinas na atmosfera podem ser mortais. Um estudo recente conduzido pela biogeoquímica Natalia Shakhova, do International Arctic Research Center, sugere que podemos estar nos aproximando de um ponto de inflexão que pode acelerar rapidamente o aquecimento global que já está alterando ecossistemas em todo o mundo. Um imenso depósito de metano, um dos gases de efeito estufa mais potentes, está sob o permafrost da plataforma ártica do leste da Sibéria. O permafrost atua como uma tampa congelada sobre o gás, mas Shakhova descobriu que a tampa tem um vazamento. Os cientistas não têm certeza se o vazamento de metano é normal ou um produto recente do aquecimento global, mas se as projeções atuais estiverem corretas, enquanto o clima global aquece, o nível do mar subirá e inundará a plataforma ártica do leste da Sibéria, que derreterá o permafrost e liberar ainda mais o gás. À medida que mais gases de efeito estufa se acumulam, o planeta se aproxima cada vez mais desse e de outros possíveis pontos de inflexão que podem desencadear mudanças rápidas nos habitats em todo o mundo.
Talvez as condições peculiares que permitiram aos artrópodes gigantes voar através do ar composto de 35% de oxigênio nunca sejam repetidas, e podemos esperar que a Terra não repita a catástrofe no final do Permiano, mas ao promover um clima de estufa, nossa espécie é ativamente mudando a história da vida na terra. Como essas mudanças nos afetarão, assim como o restante da biodiversidade do mundo, eventualmente serão registradas no registro fóssil em constante expansão.
