Pulsares vulcano-hidrotermais de fósforo favoreceram a oxidação dos oceanos durante a fosfogênese ediacariana no sul da China

Mares antigos e o ar que respiramos

Hoje o oxigênio em nossa atmosfera sustenta silenciosamente cada respiração, mas há mais de 600 milhões de anos os oceanos da Terra estavam apenas começando a possibilitar essa transformação. Este estudo examina rochas do sul da China para responder a uma questão ampla: como os nutrientes no mar antigo, entregues em parte por vulcões, ajudaram a transformar a Terra de um mundo de baixo oxigênio para um capaz de sustentar animais complexos?

Pistas preservadas em rochas ricas em fosfato

Os pesquisadores concentraram‑se nos fosforitos, rochas ricas no nutriente fósforo, preservadas na Formação Doushantuo, do Ediacarano, em um sítio chamado Longxi, no sul da China. O fósforo é um ingrediente-chave para a vida e frequentemente limita quanto de vida vegetal microscópica o oceano pode sustentar. Ao examinar a textura das rochas ao microscópio e medir a química de 63 amostras, eles reconstruíram como esses fosforitos se formaram em um mar raso, mas algo restrito, localizado na margem do antigo bloco continental Yangtze.

Vulcões como fornecedores de nutrientes

Várias linhas de evidência apontam para um papel importante da atividade vulcânica e hidrotermal no fornecimento de fósforo a esses mares, além do aporte fluvial normal a partir do continente. As rochas contêm fragmentos de vidro vulcânico, razões incomumente altas de urânio para tório e padrões de elementos terras-raras típicos de fluidos que circulam por rochas quentes do assoalho marinho. Razões elevadas de sílica para alumínio também sugerem que grande parte do material dissolvido não veio de argilas comuns lavadas dos continentes. Cálculos de balanço de massa indicam que a intemperização regular por si só não poderia ter fornecido fósforo rápido o suficiente para formar as espessas camadas de fosforito observadas, ao passo que pulsos curtos e intensos de sistemas vulcano‑hidrotermais poderiam.

Três estágios em um assoalho marinho em mudança

Texturas das rochas e assinaturas químicas revelam que a formação de fosforito em Longxi ocorreu em três estágios principais. Primeiro, durante um estágio hidrotermal e redutor, fluidos ricos em fósforo de fontes vulcânicas penetraram em águas de fundo com baixo oxigênio e precipitaram minerais fosfáticos inorgânicos enquanto sustentavam florescimentos de cianobactérias e algas. Em seguida ocorreu um estágio episódico de concentração, quando mudanças no nível do mar e o crescimento do mineral dolomita ajudaram a focalizar e aprisionar o fósforo. À medida que o magnésio era incorporado à dolomita em formação, tornava‑se mais fácil para a apatita, o principal mineral fosfático, cristalizar em bandas alternadas de dolostone e fosforito. Finalmente, em um estágio de re‑enriquecimento, a coluna d’água tornou‑se mais rica em oxigênio, comunidades microbianas continuaram a capturar e converter fósforo, e estruturas microbianas distintivas, como oncoides e redes de filamentos, cresceram dentro dos depósitos.

Oceanos ganhando fôlego

Traçadores químicos sensíveis aos níveis de oxigênio, incluindo padrões de elementos terras‑raras, razões de metais traço e a presença ou ausência de diferentes formas de pirita, mostram uma transição de condições do assoalho marinho mais redutoras nas rochas mais antigas para condições mais oxidantes nos fosforitos microbianos posteriores. Isso coincide com evidências de outras regiões de que os oceanos ediacarianos experimentaram pulsos de aumento do oxigênio. O estudo sugere que rajadas de fósforo de sistemas vulcano‑hidrotermais elevaram temporariamente os limites de nutrientes, impulsionando a produtividade marinha e ajudando a provocar episódios de oxigenação local dos oceanos, mesmo que grande parte da matéria orgânica produzida ainda fosse rapidamente reciclada.

Por que essa história antiga importa hoje

Ao conectar atividade vulcânica, entrega de nutrientes, crescimento microbiano e mudanças nos níveis de oxigênio, o trabalho pinta um quadro de um sistema terrestre fortemente interligado durante o Ediacarano. Em vez de um aumento lento e uniforme do oxigênio, os oceanos parecem ter respondido a curtos pulsos de fósforo que desencadearam surtos locais de produtividade e oxigenação. Esses eventos, registrados nos fosforitos de Longxi, provavelmente contribuíram para criar oceanos mais respiráveis que mais tarde permitiram a proliferação de animais grandes e complexos, oferecendo uma perspectiva mais profunda sobre como processos geológicos podem preparar o terreno para inovações biológicas.

Citação: Han, C., Li, Q., Han, Y. et al. Volcano-hydrothermal phosphorus pulses fostered ocean oxidation during Ediacaran phosphogenesis in South China. Commun Earth Environ 7, 420 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03422-1

Palavras-chave: ciclo do fósforo, oceano ediacariano, atividade vulcano‑hidrotermal, oxigenação oceânica, depósitos de fosforito