¿Cuándo llegó realmente el oxígeno a los mares de la Tierra? Un nuevo estudio tiene la respuesta

El oxígeno en los océanos terrestres apareció antes y con mayor velocidad que lo estimado por la comunidad científica. Un estudio dirigido por Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) y publicado en Nature Communications aporta indicios sólidos basados en análisis avanzados de lutitas negras del Supergrupo Transvaal en Sudáfrica, redefiniendo lo que se sabía sobre el Gran Evento de Oxidación y su rol en el desarrollo de la vida compleja.

Durante casi dos mil millones de años, la atmósfera de la Tierra permaneció prácticamente sin oxígeno, elemento básico para la vida actual. El Gran Evento de Oxidación (GOE), ocurrido entre 2.430 y 2.220 millones de años atrás, marcó el punto de inflexión en la acumulación permanente de oxígeno en la atmósfera.

Hasta ahora, el momento exacto y la dinámica de su llegada a los océanos superficiales permanecían inciertos. Una de las principales señales geoquímicas, la desaparición de la fraccionación masiva de isótopos de azufre (S-MIF), es decir el proceso de dividir una mezcla (líquida, sólida, gaseosa) en partes más pequeñas llamadas fracciones, era objeto de debate sobre la velocidad y alcance real de la oxigenación oceánica.

Hallazgos recientes sobre la oxigenación oceánica

El nuevo estudio demuestra que el oxígeno atmosférico penetró en los océanos superficiales en apenas unos pocos millones de años tras su primera aparición, un intervalo considerado excepcionalmente breve en términos geológicos.

Los resultados de las muestras indican que, poco después del GOE, las aguas someras alcanzaron concentraciones superiores a 10 micromoles por litro. Aunque estas cifras están muy por debajo de los valores actuales, que promedian 170 micromoles por litro, representan un salto cualitativo determinante. Este proceso, según Nature Communications, resultó más veloz y temprano que lo propuesto por investigaciones previas, que sugerían escenarios de fluctuación o retrasos prolongados en la oxigenación marina.

A pesar de la rapidez de la oxigenación en las capas superficiales, las profundidades oceánicas conservaron condiciones anóxicas durante al menos 1.500 millones de años posteriores al GOE. La circulación acelerada del oxígeno entre la atmósfera y los mares contribuyó a preparar el escenario para los grandes saltos en la evolución biológica.

Metodología basada en isótopos de vanadio y otros indicadores

El equipo internacional utilizó métodos geoquímicos innovadores centrados en el análisis de isótopos de vanadio en rocas sedimentarias con edades entre 2.320 y 2.260 millones de años.

Según Woods Hole Oceanographic Institution, el vanadio sirve como un indicador especialmente sensible ante niveles relativamente altos de oxígeno disuelto. Sune Nielsen, coautor del estudio, señaló: “Es especialmente poderoso porque responde a niveles relativamente altos de oxígeno disuelto en comparación con otros indicadores geoquímicos usados para este periodo de la historia de la Tierra”.

El análisis permitió precisar el instante en que el oxígeno oceánico superó el umbral de 10 micromoles por litro, lo cual marca un avance sustancial en la reconstrucción de las condiciones redox en los océanos primitivos.

Se integraron además datos de isótopos de talio, que, junto a los de vanadio, ofrecieron una lectura más detallada sobre la expansión de los ambientes marinos con presencia de oxígeno tras el GOE. Como destaca Nature Communications, la combinación de estos registros identificó una transición unidireccional en las condiciones redox oceánicas justo por encima del referente estratigráfico de incremento de oxígeno atmosférico.

Consecuencias para la evolución biológica y la habitabilidad planetaria

La relevancia de estos descubrimientos va más allá de la historia del planeta. Andy Heard, autor principal del estudio y científico de Woods Hole Oceanographic Institution, explicó: “En ese momento de la historia de la Tierra, casi toda la vida estaba en los océanos. Para que la vida compleja se desarrollara, los organismos primero tuvieron que aprender no solo a usar el oxígeno, sino simplemente a tolerarlo”.

La velocidad con que el oxígeno de la atmósfera entró en los océanos implica que, si se detecta este elemento en la atmósfera de un exoplaneta, existe alta probabilidad de que sus océanos también lo contengan.

Avanzar en la comprensión sobre la oxigenación de los océanos no solo esclarece uno de los grandes hitos de la historia ambiental terrestre, sino que abre nuevas perspectivas en la búsqueda de vida en otros mundos. Delimitar cuándo y cómo el oxígeno alcanzó los océanos permite acercarse al entendimiento de las condiciones que favorecieron la aparición de la vida compleja en la Tierra y, posiblemente, en otros puntos del universo.