El oxígeno en la Tierra primitiva abundó mucho antes de lo que se pensaba
GEOLOGÍA.
Los vastos océanos de la Tierra comenzaron a oxigenarse a gran escala y a grandes profundidades mucho antes de que los científicos lo creyeran previamente, según una nueva investigación de la Universidad Estatal de Arizona, la Universidad Estatal de Florida, la Institución Oceanográfica Woods Hole y la Universidad de Waterloo.
Estromatolito en la Bahía de los Tiburones, Australia Occidental. Se cree que estos estromatolitos son algunas de las formas de vida más antiguas de la Tierra y están compuestos por organismos que probablemente contribuyeron al O2 que los científicos están deduciendo que existía en la Tierra antigua (es decir, cianobacterias). (Foto: Ariel Anbar, ASU)
El oxígeno en forma de molécula de oxígeno (O2), producido por las plantas y vital para los animales, es afortunadamente abundante en la atmósfera y los océanos de la Tierra. Sin embargo, los investigadores que estudian la historia del O2 en ella saben que fue relativamente escaso durante gran parte de los 4.600 millones de años de existencia de nuestro planeta.
Entonces, ¿cuándo y dónde comenzó a acumularse el O2 en la Tierra?.
Estudiando rocas antiguas, los investigadores han determinado que en algún momento entre 2.500 y 2.300 millones de años atrás, la Tierra sufrió lo que los científicos llaman la "Gran Oxidación" o "GOE", por sus siglas en inglés, para abreviar. El O2 se acumuló por primera vez en la atmósfera de la Tierra en ese momento y ha estado presente desde entonces.
Sin embargo, a través de numerosos estudios en este campo de investigación, han surgido pruebas de que había pequeñas cantidades de O2 en pequeñas áreas de los antiguos océanos poco profundos de la Tierra antes del GOE. Pero este estudio más reciente, publicado en la revista Nature Geoscience, proporciona pruebas convincentes de la extensa oxigenación de los océanos que potencialmente precede al GOE por millones de años.
"Esta investigación utiliza isótopos de talio y molibdeno para investigar la oxigenación oceánica más temprana", dijo el coautor del estudio Jeremy Owens, profesor adjunto del Departamento de Ciencias de la Tierra, los Océanos y la Atmósfera de la FSU. "Nuestro trabajo proporciona una fuerte evidencia del aumento de la oxigenación del océano, que precede a la Gran Oxidación por 50 millones de años".
Para su estudio, el equipo se centró en un conjunto de rocas sedimentarias marinas de 2.500 millones de años de antigüedad de Australia Occidental conocidas como Esquisto del Monte McRae. "Estas rocas eran perfectas para nuestro estudio porque se demostró previamente que se habían depositado durante un episodio de oxigenación anómala antes de la Gran Oxidación", dijo el autor principal Chadlin Ostrander de la Escuela de Exploración Terrestre y Espacial de ASU.
Las pizarras son rocas sedimentarias que, en algún momento del pasado de la Tierra, se depositaron en el fondo marino de los antiguos océanos. En algunos casos, estos esquistos contienen las huellas químicas de los antiguos océanos en los que fueron depositados.
Para esta investigación, Ostrander disolvió muestras de esquisto y separó elementos de interés en un laboratorio limpio, y luego midió las composiciones isotópicas en un espectrómetro de masas situado en el National High Magnetic Field Laboratory.
El equipo luego midió las composiciones de isótopos de talio y molibdeno del Esquisto del Monte McRae. Esta fue la primera vez que ambos sistemas isotópicos fueron medidos en el mismo conjunto de muestras de esquisto. Como decía la hipótesis, surgió un patrón isotópico predecible de talio y molibdeno, que indicaba que los minerales de óxido de manganeso estaban siendo enterrados en el fondo marino sobre grandes regiones del antiguo océano. Para que este entierro ocurriera, el O2 tenía que haber estado presente hasta el fondo del mar hace 2.500 millones de años.
Estos hallazgos mejoran la comprensión de los científicos sobre la historia de la oxigenación de los océanos de la Tierra. La acumulación de O2 probablemente no estaba restringida a pequeñas porciones de la superficie del océano antes del GOE. Es más probable que la acumulación de O2 se extendiera a grandes regiones del océano y hasta las profundidades del mismo. En algunas de estas áreas, la acumulación de O2 parece haberse extendido incluso hasta el fondo del mar.
"Nuestro descubrimiento nos obliga a replantearnos la oxigenación inicial de la Tierra", dijo Ostrander. "Muchas líneas de evidencia sugieren que el O2 comenzó a acumularse en la atmósfera de la Tierra después de unos 2.500 millones de años durante el GOE. Sin embargo, ahora es evidente que la oxigenación inicial de la Tierra es una historia arraigada en el océano. El O2 probablemente se acumuló en los océanos de la Tierra - a niveles significativos, según nuestros datos - mucho antes de hacerlo en la atmósfera".
"Ahora que sabemos cuándo y dónde comenzó a acumularse el O2, la siguiente pregunta es por qué", dijo el profesor y coautor Ariel Anbar. "Creemos que las bacterias que producen O2 estaban prosperando en los océanos mucho antes de que el O2 comenzara a acumularse en la atmósfera. ¿Qué cambió para causar esa acumulación? Eso es en lo que estamos trabajando ahora".
Sune Nielsen, del Instituto Oceanográfico de Woods Hole, también contribuyó a este estudio, junto con Brian Kendall, de la Universidad de Waterloo, y los científicos Gwyneth Gordon y Stephen Romaniello, de la Escuela de Exploración Terrestre y Espacial de la Universidad Autónoma de Arizona.
Sitio Fuente: NCYT Amazings