Hace miles de millones de años, el medio ambiente de la Tierra era muy diferente del que conocemos hoy. Básicamente, la atmósfera primordial de nuestro planeta era tóxica para la vida tal como la conocemos, y consistía en dióxido de carbono, nitrógeno y otros gases. Sin embargo, en la Era Paleoproterozoica (hace 2.5–1.6 mil millones de años), ocurrió un cambio dramático donde el oxígeno comenzó a introducirse en la atmósfera, conocido como el Gran Evento de Oxidación (GOE).
Hasta hace poco, los científicos no estaban seguros de si este evento, que fue el resultado de bacterias fotosintéticas que alteran la atmósfera, se produjo rápidamente o no. Sin embargo, según un estudio reciente de un equipo de científicos internacionales, este evento fue mucho más rápido de lo que se pensaba. Basado en evidencia geológica recientemente descubierta, el equipo concluyó que la introducción de oxígeno a nuestra atmósfera era "más como una manguera contra incendios" que un goteo.
El estudio, titulado "Evaporitas de dos mil millones de años capturan la gran oxidación de la Tierra", apareció recientemente en la revista Ciencias. Dirigido por Clara Blättler, investigadora postdoctoral en el Departamento de Geociencias de Princeton, el equipo también incluyó miembros del Instituto de Ciencia del Espacio de Mármol Azul, el Centro de Ciencias de Carelia, el Servicio Geológico Británico, el Servicio Geológico de Noruega y varias universidades. .
En resumen, el Gran Evento de Oxigenación comenzó hace aproximadamente 2.450 millones de años al comienzo del eón Proterozoico. Se cree que este proceso fue el resultado de que las cianobacterias metabolizaron lentamente el dióxido de carbono (CO2) y produjeron gas oxígeno, que ahora constituye aproximadamente el 20% de nuestra atmósfera. Sin embargo, hasta hace poco, los científicos no podían colocar muchas restricciones en este período.
Afortunadamente, un equipo de geólogos del Servicio Geológico de Noruega, en colaboración con el Centro de Investigación de Carelia en Petrozavodsk, Rusia, recuperó recientemente muestras de sales cristalizadas preservadas en Rusia que datan de este período. Fueron extraídos de un pozo de 1.9 km de profundidad (1.2 millas) en Karelia en el noroeste de Rusia, desde el sitio de perforación del agujero paramétrico Onega (OPH) en las costas occidentales del lago Onega.
Estos cristales de sal, que datan de hace aproximadamente 2 mil millones de años, fueron el resultado de la evaporación del antiguo agua de mar. Utilizando estas muestras, Blättler y su equipo pudieron aprender cosas sobre la composición de los océanos y la atmósfera que existía en la Tierra en la época del GOE. Para empezar, el equipo determinó que contenían una cantidad sorprendentemente grande de sulfato, que es el resultado de la reacción del agua de mar con oxígeno.
Como Aivo Lepland, investigador del Servicio Geológico de Noruega, especialista en geología de la Universidad Tecnológica de Tallin y autor principal del estudio, explicó en un reciente comunicado de prensa de Princeton:
"Esta es la evidencia más fuerte de que el antiguo agua de mar de la que precipitaron esos minerales tenía altas concentraciones de sulfato que alcanzaban al menos el 30 por ciento del sulfato oceánico actual como indican nuestras estimaciones". Esto es mucho más alto de lo que se pensaba anteriormente y requerirá un replanteamiento considerable de la magnitud de la oxigenación del sistema de atmósfera-océano de hace 2.000 millones de años de la Tierra ".
Antes de esto, los científicos no estaban seguros de cuánto tiempo le tomó a nuestra atmósfera alcanzar su equilibrio actual de nitrógeno y oxígeno, que es esencial para la vida tal como la conocemos. Básicamente, la opinión se dividió entre ser algo que sucedió rápidamente o se produjo en el transcurso de millones de años. Gran parte de esto se debe al hecho de que las sales de roca más antiguas descubiertas datan de hace mil millones de años.
"Ha sido difícil probar estas ideas porque no teníamos evidencia de esa época para contarnos sobre la composición de la atmósfera", dijo Blättler. Sin embargo, al descubrir sales de roca que tienen aproximadamente 2 mil millones de años, los científicos ahora tienen la evidencia de que necesitan imponer restricciones al GOE. El hallazgo también fue muy afortunado, dado que tales muestras de sales de roca son bastante frágiles.
Las muestras utilizadas para este estudio contenían halita (que es químicamente idéntica a la sal de mesa o al cloruro de sodio), así como otras sales de calcio, magnesio y potasio, que se disuelven fácilmente con el tiempo. Sin embargo, la muestra obtenida en este caso estaba excepcionalmente bien conservada en las profundidades de la Tierra. Como tal, pueden proporcionar a los científicos pistas invaluables sobre lo que sucedió en la época del GOE.
Mirando hacia el futuro, es probable que este último estudio conduzca a nuevos modelos que expliquen qué ocurrió después del GOE para causar la acumulación de gas oxígeno en nuestra atmósfera. Como John Higgins, profesor asistente de geociencias en Princeton, que proporcionó la interpretación del análisis geoquímico, explicó:
“Esta es una clase bastante especial de depósitos geológicos. Se ha debatido mucho si el Gran Evento de Oxidación, que está relacionado con el aumento y la disminución de varias señales químicas, representa un gran cambio en la producción de oxígeno, o simplemente un umbral que se cruzó. La conclusión es que este documento proporciona evidencia de que la oxigenación de la Tierra a lo largo de este período de tiempo implicó mucha producción de oxígeno ... Puede haber habido cambios importantes en los ciclos de retroalimentación en tierra o en los océanos, o un gran aumento en la producción de oxígeno por microbios, pero de cualquier manera fue mucho más dramático de lo que teníamos entendido antes ".
Es probable que estos modelos también ayuden en la búsqueda de vida más allá de nuestro Sistema Solar. Al comprender lo que sucedió en nuestro propio planeta hace miles de millones de años para que sea adecuado para la vida, podremos detectar estas mismas condiciones y procesos en otros planetas.
