El cambio climático de hoy no tiene nada que ver con la guerra química librada en la Tierra hace más de 2 mil millones de años.
Antes de que las plantas descubrieran el poder de la fotosíntesis, la vida unicelular sobrevivía con productos químicos, no con la luz solar, quemándose a través del hidrógeno, el metano y el azufre, entre otros compuestos deliciosos. Estos «anaerobios» que viven sin oxígeno se envenenaron cuando las algas verdeazuladas llamadas cianobacterias desarrollaron la fotosíntesis y comenzaron a exhalar oxígeno. El gas altamente reactivo se combina con metales y proteínas en células anaeróbicas, matándolas. Pero las cianobacterias prosperaron, convirtiendo la luz solar en azúcar y excretando oxígeno como desecho.
Los niveles de oxígeno en las rocas suben repentinamente a partir de hace 2,5 mil millones de años, un pico llamado «Gran Evento de Oxidación».»El salto fue sostenido durante mucho tiempo como evidencia de cuando las cianobacterias evolucionaron en la fotosíntesis. Pero un estudio publicado hoy (23 de marzo) en la revista Nature Geoscience se une a un creciente cuerpo de datos que sugiere que los primeros amantes del sol aparecieron mucho antes de este pico de oxígeno.
Muchos investigadores ahora piensan que los primeros organismos fotosintéticos vivieron en la Tierra hace 3 mil millones de años. Y al igual que los restauradores de arte que encuentran una imagen oculta bajo una pintura de un Viejo Maestro, estos científicos están descubriendo una nueva imagen del primer aliento de la Tierra.
Metales pesados
En el nuevo estudio, el geoquímico de la Universidad de Yale Noah Planavsky y sus colegas analizaron los niveles de molibdeno y hierro en rocas de Sudáfrica de 2,95 mil millones de años de antigüedad. Las rocas se colocaron en el agua, en un entorno oceánico poco profundo cerca de la costa. Los metales sirven como marcadores de fotosíntesis. Los isótopos de molibdeno, o elementos con el mismo número de protones pero un número diferente de neutrones, rastrean la oxidación del manganeso, un proceso que requiere altos niveles de oxígeno, dijo Planavsky.
Los rastros químicos en las rocas, del Supergrupo Pongola, indican que las cianobacterias estaban produciendo oxígeno en el agua superficial del océano, dijo Planavsky. «Nuestro estudio les dice que hubo producción localizada de cianobacterias en los océanos», dijo a Live Science en Our Amazing Planet.
En otro estudio reciente, también en las rocas Pongola de Sudáfrica, los científicos analizaron isótopos de cromo para estimar los niveles de oxígeno atmosférico hace 3 mil millones de años. Los resultados sugieren que el oxígeno atmosférico era aproximadamente 100,000 veces más alto de lo que podría explicarse por reacciones químicas no biológicas, según la investigación, publicada en septiembre. 26, 2013, en la revista Nature.
» Los dos estudios son bastante complementarios», dijo Planavsky. «Estamos proporcionando pruebas independientes de la presencia de cianobacterias. Estamos rastreando los procesos oceánicos superficiales y ellos rastrean los procesos terrestres.»
Sin embargo, Woodward Fischer, geobiólogo de Caltech en Pasadena, California., advierte que las técnicas de trazas de metales necesitan una mayor validación. Ambos métodos analíticos tienen casi una década de antigüedad y se están probando en rocas extremadamente viejas. «La calidad de nuestras interpretaciones derivadas de ellos sigue siendo un poco incierta», dijo Fischer, que no participó en ninguno de los estudios. «Para ser justos, hoy en día no entendemos el ciclo de molibdeno y cromo.»
¿Cuál fue primero?
A medida que surgen técnicas más sensibles para observar el tiempo profundo, surge un nuevo debate: ¿Los microbios bombearon el primer aliento de nuestro planeta o los cambios ambientales empujaron al planeta hacia la riqueza de oxígeno?
La evidencia emergente sugiere que los niveles de oxígeno tomaron un paseo en montaña rusa en los 500 millones de años entre cuando la primera cianobacteria evolucionó la fotosíntesis y el Gran Evento de Oxidación. Eso es mucho tiempo para la vida, es casi el mismo tiempo que el tiempo entre los primeros trilobites de la Tierra y los humanos.
Algunos investigadores piensan que la Tierra misma desempeñó un papel en el aumento de los niveles de oxígeno a medida que los continentes crecían en tamaño. La erosión de la corteza y la naturaleza cambiante de los volcanes — continentes más grandes significan más erupciones terrestres que arrojan gas a la atmósfera, en lugar de explosiones submarinas. Estos cambios geológicos podrían haber empujado la atmósfera de la Tierra hacia el oxígeno en concierto con las cianobacterias.
» Lo que es realmente emocionante de esto es el papel relativo de la evolución biológica versus la evolución geológica en los principales puntos de inflexión en la historia de la Tierra», dijo Planavsky. «Eso es lo que impulsa nuestra investigación.»
Envía un correo electrónico a Becky Oskin o síguela en @ beckyoskin. Síguenos en @OAPlanet, Facebook y Google+. Artículo original en Our Amazing Planet de Live Science.
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