Cientistas encontram oxigénio na escuridão total do oceano: poderíamos respirar sem luz solar?

Por muito tempo, a história do oxigénio pareceu bastante simples. Rochas sedimentares antigas fornecem pistas químicas — isótopos de ferro, urânio, cério e enxofre — que nos permitem reconstruir quando este gás começou a acumular-se de forma estável na atmosfera.

O principal ponto de viragem ocorreu há cerca de 2,4 biliões de anos. Naquela época, a concentração ultrapassou um limite próximo a 0,001%, o suficiente para alterar a química global. Antes disso, o oxigénio existia apenas intermitentemente: a fotossíntese já funcionava em formas primitivas, mas o metano atmosférico atuava como um "sumidouro", impedindo a sua acumulação.

Quando certas mudanças geoquímicas perturbaram esse equilíbrio, uma fina camada de ozono começou a formar-se e o planeta entrou numa nova era. Mais tarde, há cerca de 800 milhões de anos, outro aumento acompanhou a expansão da vida complexa. No início do Éon Fanerozoico, o oxigénio já ultrapassava os 10%.

A narrativa tradicional aponta plantas, algas e cianobactérias como os únicos protagonistas. O fitoplâncton marinho — aquela biomassa microscópica que flutua quase invisivelmente — contribui com uma parcela significativa do ar que respiramos. Sem fotossíntese, não há oxigénio estável. Ou pelo menos era o que pensávamos.

Micróbios que produzem o seu próprio ar

Em ambientes sem luz e sem oxigénio, como os sedimentos das profundezas marinhas, alguns microrganismos desenvolveram as suas próprias estratégias.

A arqueia Nitrosopumilus maritimus precisa de oxigénio em concentrações muito baixas para obter energia da amónia. Quando este não está disponível, ela produ-lo através de uma via metabólica chamada dismutação do óxido nítrico. O processo gera oxigénio (O₂) e dinitrogénio (N₂). É, literalmente, como produzir ar no meio do nada.

Algo semelhante ocorre com a bactéria Candidatus Methylomirabilis oxyfera. Ela vive em condições anóxicas, mas necessita de oxigénio para oxidar o metano. A sua solução é gerá-lo a partir de compostos nitrogenados. A libertação de oxigénio também foi detetada em bactérias do grupo Deferribacterota, que respiram nitrato através de uma via conhecida como redução dissimilatória de nitrato a amónio.

Noutros casos, o oxigénio aparece como um subproduto. Alguns micróbios transformam clorito — uma substância tóxica — em cloreto e oxigénio. Eles fazem isso não para melhorar a respiração, mas para se desintoxicar. O oxigénio é quase um subproduto metabólico.

Pedras que funcionam como baterias

As surpresas não terminam no mundo microbiano. Observou-se que certas moléculas chamadas metanobactinas, produzidas por microrganismos que capturam cobre, podem extrair eletrões da água ao ligarem-se a certos metais. O resultado é a quebra da molécula de H₂O e a libertação de oxigénio sem a intervenção da luz solar.

E tem mais. No fundo do oceano, nódulos polimetálicos — concreções ricas em manganês, cobre e níquel — atuam como minúsculas baterias naturais. Eles geram diferenças de voltagem capazes de impulsionar reações químicas que quebram moléculas de água e produzem oxigénio na completa ausência de vida e luz.

Estas “pedras” crescem durante milhões de anos na escuridão abissal. Podem não parecer grande coisa, mas o seu comportamento eletroquímico desafia a ideia de que o oxigénio sempre depende da fotossíntese.

O quadro resultante é mais complexo do que se imaginava. A presença de oxigénio num ambiente não implica necessariamente em luz solar ou atividade biológica. Isto muda a forma como interpretamos a Terra primitiva e também a procura por vida noutros planetas.

A história do ar que respiramos, portanto, não pertence apenas às folhas verdes sob o sol. Ela também inclui micróbios e minerais que, nas sombras do oceano, participam de uma química capaz de produzir oxigénio onde ninguém esperava.