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O oxigênio desempenha um papel crucial para todos os organismos vivos na Terra. Pesquisadores da Universidade de Gotemburgo descobriram agora evidências de que o dióxido de enxofre ionizado duplo contribui para a formação de moléculas de oxigênio. Isso poderia, em particular, explicar a presença de oxigênio em atmosferas ricas em dióxido de enxofre de várias luas de Júpiter.
Como se forma o oxigênio? Na Terra, a principal explicação envolve o processo biológico de fotossíntese, que foi desenvolvido por cianobactérias e deu início ao Grande Evento de Oxidação há cerca de dois bilhões de anos. Os pesquisadores há muito perceberam que processos não biológicos ou abióticos também contribuem para a formação de oxigênio – especialmente no espaço. Em outros corpos celestes onde tais bactérias não estão presentes, a presença de oxigênio pode ser explicada por processos abióticos.
Pesquisadores da Universidade de Gotemburgo descobriram agora uma possível nova via abiótica: a formação de oxigênio a partir do dióxido de enxofre. A molécula de dióxido de enxofre é encontrada na atmosfera de muitos corpos celestes e grandes quantidades podem ser ejetadas na atmosfera durante erupções vulcânicas.
Quando a molécula de dióxido de enxofre é exposta a uma radiação de energia suficientemente alta, como a fornecida pela radiação do Sol, por exemplo, esta molécula pode ser ionizada em um sistema duplamente carregado positivamente. Pode então assumir uma forma linear com os dois átomos de oxigênio adjacentes e o átomo de enxofre em uma das extremidades terminais. Antes da ionização, o dióxido de enxofre tem uma forma semelhante à forma ‘Mickey Mouse’ da molécula de água.
Os átomos trocam de lugar na molécula
“Na dupla ionização, dois dos elétrons ligados na molécula são ejetados e podem levar a mudanças no ângulo entre os átomos na molécula. Alternativamente, como crucial no presente caso, pode ocorrer roaming, ou seja, os átomos trocam de lugar , e a molécula assume uma forma totalmente nova”, diz Måns Wallner, estudante de doutorado em física.
Uma vez que o roaming ocorreu, o átomo de enxofre pode se quebrar, deixando para trás uma simples molécula de oxigênio carregada positivamente O2+, que pode então ser neutralizado recebendo um elétron de outra molécula. Essa sequência de eventos pode explicar como o oxigênio se formou nas atmosferas de várias luas de Júpiter, como Io, Europa e Ganimedes, apesar da falta de vida biológica lá.
“Também sugerimos em nosso artigo que isso acontece naturalmente na Terra”, diz Raimund Feifel, coautor do artigo que relata as descobertas, publicado na edição de agosto da revista Avanços da ciência.
Pesquisa graças ao coronavírus
Feifel diz que eles têm a pandemia do COVID-19 para agradecer por essas novas descobertas.
“Bem, tivemos um professor visitante que veio aqui porque a vida cotidiana em seu país de origem se tornou tão restrita que ele mal podia fazer mais pesquisas durante a pandemia. Desenterramos alguns dados antigos de 2005, onde irradiamos dióxido de enxofre com fótons em nosso laboratório. Analisamos os dados e, com o gigantesco cluster de computadores de Chalmers, calculamos quais quantidades de energia criaram quais estruturas moleculares”, diz Raimund Feifel.
O próximo passo será verificar se o roaming ocorre mesmo quando outras moléculas, como o disseleneto de carbono, são submetidas à dupla ionização.
“Queremos ver se isso também acontece, ou se foi apenas uma feliz coincidência com o dióxido de enxofre”, diz Raimund Feifel.
Fonte da história:
Materiais fornecidos por Universidade de Gotemburgo. Nota: O conteúdo pode ser editado para estilo e duração.
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