Científicos analizaron los niveles históricos de carbono en los océanos y encontraron un dato inesperado

La historia de los océanos de la Tierra conserva pistas fundamentales sobre el origen y la evolución de la vida. La presencia y los cambios en las reservas de carbono orgánico disuelto están bajo la mirada de los científicos, porque este compuesto determina tanto la dinámica de los ecosistemas como la evolución del clima y la atmósfera a lo largo de millones de años.

Un nuevo estudio publicado en la revista Nature, realizado por especialistas de la ETH de Zúrich, ofrece evidencia directa de que los océanos primitivos contenían mucho menos carbono orgánico disuelto de lo que sostenían los modelos tradicionales. Los resultados, obtenidos mediante el análisis de diminutas piedras de óxido de hierro conocidas como ooides, desafían los supuestos vigentes sobre los ciclos de carbono en el pasado lejano y fuerzan una revisión de las explicaciones acerca de las grandes glaciaciones y el surgimiento de la vida compleja.

Cambios inesperados en las reservas de carbono de los mares primitivos

El estudio revela que la concentración de carbono orgánico disuelto en los océanos entre 1.000 y 541 millones de años atrás fue hasta un 99% menor respecto a la cantidad actual. Esta información se opone al modelo dominante que sugería que los océanos de la era neoproterozoica almacenaron grandes reservas de esta materia, lo cual se usó para explicar, entre otros fenómenos, los episodios extensos de glaciación e importantes saltos biológicos, siempre según los autores.

Jordon Hemingway, autor del análisis, determinó: “nuestros resultados contradicen todas las suposiciones anteriores”. El texto subraya que los valores de carbono orgánico disuelto solo llegaron a los niveles actuales después de la segunda gran “catástrofe de oxígeno”, hace unos 540 millones de años.

Se conoce como “catástrofe de oxígeno” a un salto abrupto en la concentración de oxígeno en la atmósfera y los océanos, un proceso que alteró profundamente la química planetaria, la disponibilidad de nutrientes y las condiciones para el desarrollo de vida compleja, al habilitar respiración más eficiente y la expansión de organismos multicelulares.

Las interpretaciones extraídas del estudio describen tres grandes estados evolutivos. Primero, océanos dominados por microorganismos unicelulares y condiciones de baja oxigenación, lo que generó una reserva de carbono orgánico disuelto comparable a la moderna. Después, la aparición de organismos multicelulares y mayor eficiencia en la deposición de partículas aceleró la pérdida de carbono orgánico hasta mínimos históricos. Finalmente, la oxigenación profunda del océano en la era Paleozoica favoreció el repunte de esta materia a su escala actual.

“Necesitamos nuevas explicaciones sobre la relación entre las edades de hielo, la vida compleja y el aumento del oxígeno”, afirmó el autor principal del trabajo, Nir Galili, en el comunicado de la ETH de Zúrich.

El registro de los ooides como cápsulas del tiempo

Para superar la ausencia de pruebas directas sobre las reservas antiguas de carbono, el equipo desarrolló una técnica para medir el carbono atrapado en ooides. Se trata de granos diminutos que se componen de capas sucesivas de óxidos de hierro, como si fueran pequeñas esferas construidas por varias cubiertas alrededor de un núcleo, que se forman en fondos marinos de poca profundidad.

La investigación se basó en ooides recolectados en 26 formaciones marinas de diferentes edades, que cubren un rango temporal de 1.650 millones de años. Mediante análisis isotópicos y químicos avanzados, examinaron el carbono en el interior de los cristales de óxido de hierro, lo que permitió reconstruir los niveles históricos de carbono orgánico disuelto.

Los controles realizados confirmaron que el carbono presente en los ooides refleja el estado global del carbono orgánico disuelto en los océanos y no está alterado por restos de organismos locales ni por contaminantes externos. No se detectó que las muestras tuvieran aportes de bacterias de la zona ni de materiales orgánicos ajenos al mar donde se formaron.

Impactos del descubrimiento en el conocimiento científico y ambiental

El estudio da lugar a una nueva mirada sobre eventos como las grandes glaciaciones y los cambios extremos en los ciclos de carbono e isótopos. Hasta ahora, muchos científicos asociaban estos fenómenos a la existencia de enormes reservas de carbono orgánico disuelto en los antiguos océanos, una idea que este trabajo pone en duda.

Otra consecuencia de estos resultados es su proyección hacia la comprensión de procesos actuales. El calentamiento global y la disminución del oxígeno marino causada por actividades humanas podrían provocar, en un futuro lejano, dinámicas similares a las observadas durante el Neoproterozoico. En ese periodo, las bajas concentraciones de oxígeno en los océanos limitaron la disponibilidad de carbono orgánico disuelto, redujeron la diversidad de organismos y alteraron los ciclos químicos, lo que afectó la evolución y estabilidad de los ecosistemas marinos.

El artículo explica que la técnica desarrollada por el equipo de la ETH de Zúrich podría usarse también para estudiar cómo cambió la vida en la Tierra a lo largo del tiempo, a partir del análisis de rastros minerales antiguos. Además, este método serviría para investigar cómo respondieron los océanos a grandes cambios ambientales en distintas épocas y podría aplicarse en investigaciones sobre la posibilidad de vida en otros planetas.