Resumen:
Un estudio de rocas sedimentarias en Sudáfrica de hace aproximadamente 2,3 mil millones a 2,25 mil millones de años proporciona una nueva explicación de cómo el oxígeno subía y bajaba en la atmósfera primitiva de la Tierra. Los investigadores analizaron muestras de núcleos de perforación del Supergrupo Transvaal en Sudáfrica y descubrieron que el ciclo del fósforo, el estado redox y los cambios de sulfato en el océano están entrelazados entre sí. Combinadas con modelos biogeoquímicos, creen que estas retroalimentaciones pueden conducir a cambios dramáticos repetidos en el contenido de oxígeno atmosférico durante el Gran Evento de Oxidación y, al mismo tiempo, empujar a la Tierra a cambiar gradualmente a un ambiente atmosférico persistente que contiene oxígeno.
El primer aumento significativo de oxígeno en la atmósfera de la Tierra ocurrió hace aproximadamente 2,43 mil millones a 2,06 mil millones de años, a menudo llamado el "Período de Gran Oxigenación". La aparición de oxígeno no significa que la atmósfera se estableciera inmediatamente después: esta etapa también experimentó cambios climáticos dramáticos y múltiples edades de hielo, y el ambiente químico del océano y los nutrientes disponibles para la vida también cambiaron. El fósforo es un elemento clave necesario para el crecimiento de la vida, pero el fósforo total detectado en las rocas no iguala el fósforo que los organismos antiguos podían utilizar.
El equipo de investigación utilizó un método de clasificación de formas de fósforo para disolver gradualmente diferentes minerales en las rocas, distinguiendo componentes como fósforo ligado a hierro, diagenético, ligado orgánico y cristalizado, principalmente derivados de detritos. En base a esto, pueden determinar qué fósforo pudo haber estado biodisponible en el antiguo océano. Las muestras muestran que una mayor erosión después del final de la edad de hielo puede haber traído más fósforo al océano, promoviendo la productividad biológica; Posteriormente, los cambios en el estado del oxígeno del océano y el suministro de sulfato afectaron la descomposición de la materia orgánica en los sedimentos y el reciclaje del fósforo. El fósforo vuelve a entrar en el agua de mar, proporcionando potencialmente las condiciones para que crezcan más organismos.
Este proceso a su vez afecta el oxígeno atmosférico. A medida que aumenta la productividad biológica, es posible que se deposite y entierre más carbono orgánico en el fondo marino; Si este carbono no vuelve a consumir oxígeno durante la descomposición, habrá una acumulación neta de más oxígeno. Basándose en esto, el equipo de investigación propuso que se forma una cadena de retroalimentación entre la entrada de la erosión, el reciclaje de fósforo, el estado redox del océano y el sulfato, pero la retroalimentación no mantiene el oxígeno sin problemas en un nivel fijo, sino que puede causar fluctuaciones significativas en la escala de decenas de millones de años. Los resultados del modelo del artículo apoyan esta interpretación, pero los antiguos cambios atmosféricos todavía se reconstruyen basándose en registros y modelos geoquímicos de rocas en lugar de mediciones directas.
La investigación fue publicada en "Nature Communications". Los autores señalan que este mecanismo ayuda a explicar cómo coevolucionaron el oxígeno, los nutrientes y la vida temprana, y también sugiere que el oxígeno no es la única condición que afecta el surgimiento de vida compleja. La investigación también puede proporcionar una referencia histórica para comprender la anoxia oceánica moderna: si los niveles de oxígeno del agua de mar disminuyen, la disponibilidad de fósforo y la productividad de los océanos también pueden cambiar. Sin embargo, las relaciones de retroalimentación en el tiempo paleogeológico no pueden equipararse directamente con predicciones específicas de los ecosistemas modernos.
Comentarios