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El oxígeno terrestre “envejece” 600 millones de años

Movimiento de la cianobacteria Oscillatoria bajo el microscopio. Antonio Guillén.


Un estudio de rocas antiguas revela que este gas crucial para la vida ya estaba presente en la atmósfera hace 3.000 millones de años, mucho antes de lo que hasta ahora se creía

Hasta ahora, a los geólogos que estudian la historia de la Tierra les sobraban 300 millones de años. Este es el tiempo que transcurrió entre la aparición de las cianobacterias, los primeros organismos productores de oxígeno, hace 2.700 millones de años, y el llamado Gran Evento de Oxidación (GEO), cuando este gas comenzó a acumularse de manera apreciable en la atmósfera terrestre, hace 2.400 millones de años. ¿Por qué transcurrieron 300 millones de años hasta que el esfuerzo fotosintético de las cianobacterias empezó a dar fruto?

Varias teorías han tratado de explicar esta enorme demora. En 2007, dos estudios publicados respectivamente en las revistas Nature y Science cuadraban las cuentas. Según el primero, no fue hasta hace 2.500 millones de años que la transición del vulcanismo submarino al terrestre limpió la atmósfera de ciertos gases que hasta entonces secuestraban el oxígeno tan pronto como se producía.

 


Representación de la Tierra hace 2.800 millones de años, con grandes casquetes polares y regiones de agua líquida. Hasta ahora se creía que por entonces aún no existían organismos fotosintéticos y que la atmósfera estaba desprovista de oxígeno. Charlie Meeks.


El segundo trabajo revelaba que, de hecho, las rocas de aquellas fechas, 100 millones de años antes del GEO, ya llevaban trazas de oxígeno; los científicos lo denominaban literalmente un “olorcillo”. Otros estudios han llegado a detectar este olorcillo incluso de forma más temprana, entre 2.600 y 2.700 millones de años atrás.

Sin embargo, las explicaciones no convencen a todos, y para explicar ese juego del escondite del oxígeno terrestre durante cientos de millones de años siempre queda el recurso de argumentar que la fotosíntesis es un proceso muy complejo y que “su evolución llevó mucho tiempo”, como afirma el geólogo Sean Crowe, de la Universidad de Columbia Británica en Vancouver (Canadá).

Crowe y sus colaboradores publican ahora en Nature un nuevo estudio que vuelve a revolucionar la biografía del oxígeno terrestre. Los investigadores han analizado rocas antiguas recogidas en Suráfrica a un kilómetro de profundidad que datan de hace 3.000 millones de años, 300 millones antes de la supuesta aparición de las cianobacterias y 600 millones antes del GEO. Como es natural, esperaban que esas rocas no mostraran la más mínima huella de haber conocido el oxígeno. Pero no es así.

Los investigadores han empleado una técnica reciente que examina la presencia de dos isótopos de cromo en la roca. El suelo actual contiene más cromo-52, porque su alter ego, el cromo-53, se oxida más fácilmente y en su estado oxidado es soluble en agua, por lo que los ríos lo arrastran hasta el mar. Crowe, que por entonces trabajaba en la Universidad del Sur de Dinamarca en Odense, esperaba que los sedimentos profundos de Suráfrica fueran ricos en cromo-53. Y sin embargo, encontraron niveles muy bajos de este isótopo, que sin embargo es abundante en los antiguos sedimentos marinos de la zona.


Dos especies de cianobacterias, los primeros organismos fotosintéticos sobre la Tierra y responsables de la oxigenación de la atmósfera. Y. Ouahid.


La conclusión es que las rocas terrestres ya sufrían oxidación hace 3.000 millones de años, una época en la que, que se sepa, no existían las cianobacterias ni otros organismos capaces de convertir el dióxido de carbono en oxígeno. “Siempre hemos sabido que la producción de oxígeno por la fotosíntesis condujo a la oxigenación de la atmósfera y a la evolución de la vida aeróbica”, señala Crowe. “Ahora este estudio indica que el proceso empezó muy temprano en la historia de la Tierra, lo que respalda que la fotosíntesis productora de oxígeno y la vida aeróbica son mucho más antiguas”.

Una posible objeción a las conclusiones de Crowe es que su método es indirecto, ya que no analiza el oxígeno en sí, sino la consecuencia de su presencia, es decir, la oxidación. Pero esta podría producirse también debido a ciertos procesos químicos. En su estudio, los científicos abordan esta cuestión: “Nuestras observaciones requieren una acción oxidativa sobre amplias regiones de los continentes, e incluso nuestra estimación más baja de oxígeno […] excede con mucho lo que habría sido posible solo por medios fotoquímicos”. Y concluyen: “Sugerimos como posible explicación la producción de oxígeno por fotosíntesis […]. Esto implicaría que las cianobacterias ya habrían evolucionado en esa época”.

 

 

 
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