Revelan detalles inéditos sobre el aire que se respiraba en la Tierra hace 1.400 millones de años

Hace alrededor de 1.400 millones de años, un lago subtropical en el norte de Ontario se evaporó, preservando en cristales de halita diminutas muestras de la atmósfera de la Tierra primitiva.

Estas inclusiones fluidas han permanecido inalteradas durante más de mil millones de años, y su análisis ha permitido, por primera vez, reconstruir con precisión directa la composición del aire y, por extensión, arrojar nueva luz sobre las condiciones que precedieron a la aparición de la vida multicelular compleja.

El equipo, liderado por Justin Park, estudiante de posgrado del Instituto Politécnico Rensselaer (RPI) y supervisado por el profesor Morgan Schaller, Ph.D., logró descifrar los gases y fluidos atrapados en estos cristales, un desafío técnico que durante décadas frustró a la comunidad científica.

En las conclusiones del estudio, publicadas en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias, Park señala que estos datos ofrecen una instantánea invaluable de un período marcado por estabilidad y bajos niveles de oxígeno, conocido entre los especialistas como el “mil millones aburrido”.

“Podría reflejar un breve y transitorio evento de oxigenación en esta larga era que los geólogos llaman en broma el ‘mil millones aburrido’”, explicó Park.

Otros datos del estudio

La investigación postula que durante la era Mesoproterozoica, la atmósfera contenía solo el 3,7% de oxígeno respecto al nivel actual, una proporción notablemente superior a lo estimado para ese tiempo, cercana a la requerida para sostener vida animal compleja, que de hecho demoraría cientos de millones de años en desarrollarse.

Al mismo tiempo, el dióxido de carbono era diez veces más abundante que hoy, lo que habría equilibrado la debilidad del “sol joven” y favorecido un clima cálido similar al contemporáneo. Este escenario resulta inesperado, ya que hasta ahora se pensaba que tan poco oxígeno y altos valores de CO₂ habrían impedido la temprana aparición de organismos complejos.

Los investigadores enfrentaron obstáculos significativos para lograr mediciones fieles, debido a que las inclusiones contenían tanto burbujas de aire como salmuera, y a las diferencias en el comportamiento de los gases dentro de esas matrices acuosas. Park, con apoyo del instrumental fabricado ad hoc en el laboratorio de Schaller, consiguió superar esas limitaciones técnicas.

“Las mediciones de dióxido de carbono que obtuvo Justin nunca se habían realizado antes. Nunca habíamos podido retroceder en el tiempo a esta era de la historia de la Tierra con este grado de precisión. Estas son muestras reales de aire antiguo”, subrayó Schaller.

El hallazgo suscita un interrogante fundamental: si hacía tanto oxígeno, ¿por qué la vida animal tardó tanto en emerger? Park advierte que los resultados ilustran únicamente un momento exacto, por lo que podría tratarse de una oscilación breve en una etapa caracterizada por la uniformidad, y no necesariamente de una condición mantenida durante todo el Mesoproterozoico.

Las estimaciones previas sobre el nivel de dióxido de carbono, elaboradas de manera indirecta, habían sugerido valores mucho más bajos y no concordaban con la ausencia de glaciares significativos en aquel entonces. Los nuevos datos directos no solo ratifican una atmósfera rica en CO₂, sino que además, junto con la temperatura reconstruida gracias a las propiedades de la sal misma, apuntan a un entorno climático más templado, en línea con el actual.

En paralelo, la investigación relaciona estos niveles de oxígeno con la proliferación de algas rojas, que emergieron aproximadamente durante este período y siguen siendo esenciales para la producción de oxígeno a escala global. Schaller destaca que esta conexión puede revelar una incipiente complejidad biológica capaz de modificar sustancialmente la composición atmosférica. “Es posible que lo que capturamos sea en realidad un momento muy emocionante en medio del aburrido billón”, dijo.

La persistencia de bajos niveles de oxígeno y el escaso dinamismo geológico caracterizaron todo este tramo de la evolución terrestre, retrasando la diversificación biológica. Para Park, los datos de observación directa sobre la atmósfera de esa época resultan cruciales para entender cómo surgieron estructuras vivas complejas y cómo la calidad del aire terrestre evolucionó hasta configurar el mundo actual.

“A pesar de su nombre, tener datos de observación directa de este período es increíblemente importante porque nos ayuda a comprender mejor cómo surgió la vida compleja en el planeta y cómo nuestra atmósfera llegó a ser lo que es hoy”, afirmó Park.

La investigación proporciona una ventana única a las condiciones ambientales de un pasado remoto, amplía drásticamente el registro de datos accesibles sobre la atmósfera antigua y redefine nuestra imagen de la evolución climática y biológica durante el prolongado y aparentemente estable Mesoproterozoico.