NeoFronteras

Sobre la aparición del oxígeno en la Tierra

Área: Geología — Lunes, 14 de Septiembre de 2009

Describen con detalle la evolución de los niveles de oxígeno durante los últimos 3800 millones de años.

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Representación artística de la vida que surgió a raíz de la explosión del Cámbrico. Foto: Conway Morris, S.

A veces no somos conscientes de las cosas que nos vienen dadas, que damos por sentadas. Si disfruta de una buena calidad del aire (otros no la tenemos) pruebe por ejemplo a respirar. Inspire aire y déjelo escapar, disfrútelo, relájese, olvídese de sus problemas…
Con ese acto de la respiración está introduciendo oxígeno en su organismo, gas esencial para que usted, animal como muchos otros que pueblan este planeta, pueda seguir vivo. Los animales, a diferencia de las plantas, necesitan de este gas en gran cantidad debido a nuestra profusa actividad física, que precisa de un rápido metabolismo ávido de oxígeno.
Pero, ¿cual es el origen del oxígeno? El oxígeno lo producen las plantas como subproducto de la fotosíntesis. Este gas reacciona con todo lo que toca formando óxidos, por eso las cosas se oxidan a la intemperie. Si no se produjera continuamente terminaría desapareciendo al formar óxidos y nuestra atmósfera se parecería a la de algún planeta muerto como los que conocemos. No siempre el oxígeno estuvo ahí, incluso cuando hace miles de millones de años las cianobacterias empezaron a producirlo por primera vez, su reactividad impidió que estuviera libre en la atmósfera durante mucho tiempo.
Pero llegó un momento en el que por fin hubo oxígeno libre en cantidad; el gas, que había constituido una amenaza para la propia vida que lo había generado, iba ahora a proporcionar las condiciones para que evolutivamente surgieran por primera vez seres complejos sobre la faz de la Tierra: los antepasados de todos los animales incluyéndonos a nosotros. Los microorganismos empezaron a compartir este planeta con seres que podrían ver, oler, sentir…, y más tarde pensar. Incluso ahora lo comparten con seres que leen, escriben o meditan sobre este tipo de temas o los investigan.
Los elementos que forman parte de la biosfera de este planeta se reciclan continuamente, así que ese oxígeno que respira ahora probablemente no procede directamente de esas cianobacterias ancestrales, pero la búsqueda del origen del oxígeno primordial es la búsqueda de nuestro propio origen. Buscar pistas geológicas de ese evento es buscarnos a nosotros mismos. Este tipo de búsqueda es la única fuerza que impulsa la ciencia, la que siempre la ha impulsado.
Sobre este tema del oxígeno se han publicado varias noticias en NeoFronteras. Ahora publicamos la última al respecto, que procedente de un equipo internacional de científicos.
Hasta ahora se sabía que el oxígeno apareció libre en la atmósfera hace entre 2450 y 2200 millones de años, en lo que los geólogos conocen como Evento de la Gran Oxidación (EGO), y fue seguido de su aumento hace unos 750 millones de años, pero no se conocían los detalles de esta evolución.
Según el nuevo estudio, rocas que una vez estuvieron en los mares primitivos arrojan luz sobre cómo fue la aparición del oxígeno. Los científicos implicados han sido capaces de describir cómo cambiaron en detalle los niveles de este gas durante los últimos 3800 millones de años.
El estudio descansa en el análisis de isótopos de cromo en sedimentos ricos en hierro que forman parte de algunas de las rocas más antiguas de la Tierra. Según este estudio el nivel de oxígeno subió hace 580 millones de años, justo antes de la explosión de vida animal. Este resultado nos ofrece una nueva mirada a la aparición de la vida animal sobre la Tierra.
La razón por la cual se había estudiado el oxígeno del mar en aquella época se debe a que la vida animal compleja apareció y evolucionó en el mar. Según este estudio fue precisamente el oxígeno libre atmosférico el que permitió la oxigenación del mar cuando los niveles de ése subieron hace 580 millones de años. El estudio confirma, por tanto, trabajos previos en los que se señalaba al oxígeno atmosférico como la fuerza impulsora de la aparición de la vida compleja.
Las proporciones en las rocas continentales de los distintos isótopos de cromo dependen de la erosión provocada por los elementos atmosféricos y del nivel de oxígeno en la atmósfera. El cromo, el oxígeno y el manganeso participan en una danza química de distintos estados de oxidación que depende de la cantidad de oxígeno atmosférico. El isótopo pesado cromo 53 es más susceptible que el 52 de ser liberado por este proceso y, por tanto, de ser lavado y que termine el mar. Allí ambos isótopos son depositados en el fondo oceánico más profundo, quedando atrapados en rocas ricas en hierro que pueden ser eventualmente analizadas más tarde, incluso al cabo de miles de millones de años. La proporción entre isótopos de cromo en esas rocas da la cantidad de oxígeno atmosférico que había cuando éstas se formaron.
Usando datos procedentes de este tipo de rocas (que no han sido muy alteradas durante todo este tiempo) los investigadores pudieron establecer que el disparador de la explosión de vida animal fue precisamente un aumento del nivel de oxígeno atmosférico, pero el fenómeno de la liberación de oxígeno comenzó a darse mucho antes, incluso antes de lo pensado, entre hace 2800 y 2600 millones de años. Es decir, la aparición del oxígeno se dio, como mínimo, 200 millones de años antes de lo dicho por otros estudios. Los niveles de oxígeno, aunque bajos, ya subían por esa época. Más tarde esto vino seguido por el EGO, hace 2450 ó 2200 millones de años.
Luego, en lugar de producirse un aumento gradual en el tiempo del oxígeno atmosférico, lo que estos investigadores han descubierto es que la situación fue bastante inestable, con periodos cortos en los que había cantidades apreciables de oxígeno libre, seguidos de una caída en picado en los niveles de este gas hace 1900-2000 millones de años, en el que se llegó a valores previos al EGO (menos del 1% del valor actual). Pero no fue hasta una segunda subida importante de estos niveles, hace 580 millones de años, cuando la vida animal compleja hizo su aparición.
Hacer Geopaleontología Ficción es tan absurdo como hacer Historia Ficción o ucronías, porque no tiene valor plantearse ciertas preguntas desde el punto de vista científico sobre esa materia, pero, ¿y si no hubiera subido el nivel de oxígeno hace 580 millones de años o se hubiese retrasado?, ¿estaríamos ahora aquí? ¿Y si hubiera subido mucho antes o le hubiese dado tiempo a la vida hacerse más compleja en esos periodos previos ricos en oxígeno?, ¿qué hubiera pasado entonces? Como todo estudio sobre cadenas de eventos que descansan sobre la contingencia, nunca sabremos la respuesta a este tipo de preguntas retrospectivas..

Fuentes y referencias:
Artículo original (resumen).

Salvo que se exprese lo contrario esta obra está bajo una licencia Creative Commons.
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1 Comentario

  1. Natalia:

    Excelente post, muy interesante.
    Me encanta la imagen reconstruida del cambrico. Los animales son los de burgess Shale.

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