Una reciente investigación publicada en Nature aporta nueva información sobre el Gran Evento de Oxidación al que se enfrentó la Tierra durante su juventud. Los resultados de la Universidad de Utah, Estados Unidos, contradicen la idea general sobre el momento en el que el planeta se llenó de oxígeno y se sentaron las bases de la vida compleja. Este no habría sido un boom espontáneo y único, sino un proceso paulatino de millones de años.
Hoy en día, la gran mayoría de los seres vivos están adaptados para desarrollarse aprovechando la abundancia de oxígeno en el planeta. Bacterias, plantas, hongos, insectos, peces y mamíferos absorben este elemento para obtener energía. Sin embargo, hace 2,500 millones de años, el escenario era muy diferente; la Tierra estaba cubierta por dióxido de carbono, metano, amoníaco y vapor de agua. Esos gases predominaban debido a la abundante actividad volcánica y sísmica. El oxígeno era apenas una pequeña proporción en un mar de componentes que hoy consideramos tóxicos.
Hasta entonces, los microorganismos existían basándose en procesos químicos como la fermentación. Por ejemplo, las arqueas históricamente aprovechaban el hidrógeno abundante para obtener energía a través de sus propias enzimas. Sin embargo, cuando seres más simples, como las cianobacterias, desarrollaron el mecanismo de la fotosíntesis, la Tierra experimentó un punto de inflexión.
El microfósil del organismo Navifusa majensis es el más reciente vínculo entre la fotosíntesis y la vida simple primigenia.
En la fotosíntesis, el dióxido de carbono se convierte en glucosa. El subproducto de esta conversión energética es el oxígeno, que se libera al entorno. Cuando innumerables microorganismos se dieron cuenta de que la fotosíntesis era una forma más eficiente de vivir, la Tierra se llenó del gas que todos respiramos hoy en día. Los investigadores se refieren a ese momento como el Gran Evento de Oxidación
Entender el Gran Evento de Oxidación es más difícil de lo que parece
El Gran Evento de Oxidación no ocurrió en tierra firme, sino en los mares. Estudiar las fluctuaciones de oxígeno en el océano supone investigar entornos que han estado en constante cambio durante 2,500 millones de años. Aunque es una tarea compleja, no es imposible. Chadlin Ostrander, geoquímico de la Universidad de Utah, utilizó esquistos marinos (una clase de rocas) de la unidad estratigráfica sudafricana conocida como el ‘Supergrupo Transvaal’.
El equipo de Ostrander buscó isótopos estables de talio y otros elementos para medir los cambios en el oxígeno en el mar. Contrariamente a lo esperado, no encontraron muestras que reflejaran una transición abrupta. En cambio, los indicios sugieren una oxigenación gradual que se extendió durante 200 millones de años.
“Los datos resultantes sugieren que el aumento inicial de O2 en la atmósfera de la Tierra fue dinámico y se desarrolló de forma intermitente, hasta hace aproximadamente 2200 millones de años. Nuestros datos validan esta hipótesis y, además, amplían la misma dinámica al océano”, afirma Ostrander.
La madurez de la Tierra y la oxigenación
Otro de los resultados sobresalientes de la investigación es que parece que la oxigenación no fue un solo evento. Hubo intentos similares antes del Gran Evento de Oxidación definitivo, pero el planeta no tenía la suficiente “madurez” como para albergar el gas. El O2 de antes solo se destruía por las reacciones entre los gases volcánicos.
“La Tierra no estaba preparada para ser oxigenada cuando se empieza a producir oxígeno. El planeta necesitaba tiempo para evolucionar biológica, geológica y químicamente antes de ser propicio para la oxigenación. Es como un balanceo. Hay producción de oxígeno, pero a la vez hay tanta destrucción de oxígeno que no llega a ocurrir nada. Todavía estamos tratando de determinar cuándo se inclinó completamente la balanza y la Tierra ya no pudo regresar a una atmósfera anóxica”, explicó el autor.
La ciencia tiene un nombre alternativo para esta etapa en la que el gas inundó todo: catástrofe del oxígeno. La cimentación de las condiciones que actualmente permiten la vida compleja conllevó la extinción de cualquier microorganismo dominante cuya fuente de alimento no fuera otra que el O2.
La nueva abundancia de oxígeno puso fin al efecto invernadero hostil. Además, dio origen a la capa de ozono, la estructura que ahora protege a los seres vivos de los rayos ultravioleta del Sol. Tras establecer las condiciones apropiadas, en la Tierra llegó la era geológica de los peces, luego la de los primeros anfibios, dinosaurios y finalmente los mamíferos.