Subscribe Us

CIENCIA. La actividad volcánica y los cambios en el manto de la Tierra fueron clave para el aumento del oxígeno atmosférico.



El oxígeno se acumuló por primera vez en la atmósfera de la Tierra hace unos 2.400 millones de años, durante el Gran Evento de OxidaciónUn enigma de larga duración ha conducido a pistas geológicas que sugieren que las primeras bacterias eran fotosintéticas y bombeaban oxígeno cientos de millones de años antes. ¿A dónde iba todo?


Algo estaba frenando el aumento de oxígeno. Una nueva interpretación de rocas de miles de millones de años encuentra que los gases volcánicos son los posibles culpables. El estudio dirigido por la Universidad de Washington ha sido publicado en junio en la revista de acceso abierto Nature Communications .
Este estudio revive una hipótesis clásica para la evolución del oxígeno atmosférico. Los datos demuestran que cambios en el manto de la Tierra podrían controlar la evolución de la atmósfera de la Tierra, y posiblemente la evolución de toda vida.
La vida multicelular necesita un suministro concentrado de oxígeno, por lo que la acumulación de oxígeno es clave para la evolución de la vida que respira oxígeno en la Tierra. Si los cambios en el manto terrestre controlan el oxígeno atmosférico, como sugiere este estudio, el manto podría en última instancia establecer un ritmo en la evolución de la propia vida.

El nuevo trabajo se basa en un documento de 2019 que descubrió que el manto de la Tierra primitiva estaba mucho menos oxidado o contenía más sustancias que pueden reaccionar con el oxígeno que el manto moderno. Ese estudio de rocas volcánicas antiguas, de hasta 3.550 millones de años, se recolectó de sitios que incluían Sudáfrica y Canadá.
La evidencia de rocas de miles de millones de años sugiere que los volcanes jugaron un papel clave en el aumento de oxígeno en la atmósfera de la Tierra primitiva.
El Eon Arcaico, cuando solo la vida microbiana estaba muy extendida en la Tierra, era más activo volcánicamente que hoy. Las erupciones volcánicas son alimentadas por magma, una mezcla de roca fundida y semi-fundida, así como gases que escapan incluso cuando el volcán no está en erupción. Algunos de esos gases reaccionan con el oxígeno, o se oxidan, para formar otros compuestos. Esto sucede porque el oxígeno tiende a tener "hambre" de electrones, por lo que cualquier átomo con uno o dos electrones sueltos reacciona con él. Por ejemplo, el hidrógeno liberado por un volcán se combina con cualquier oxígeno libre, eliminando ese oxígeno de la atmósfera.
La composición química del manto de la Tierra, o una capa más blanda de roca debajo de la corteza terrestre, controla en última instancia los tipos de roca fundida y gases que provienen de los volcanes. Un manto temprano menos oxidado produciría más gases como el hidrógeno que se combinan con oxígeno libre. El artículo de 2019 muestra que el manto se oxidó gradualmente desde hace 3.500 millones de años hasta hoy.
El nuevo estudio combina esos datos con la evidencia de rocas sedimentarias antiguas para mostrar un punto de inflexión en algún momento después de hace 2.500 millones de años, cuando el oxígeno producido por los microbios superó su pérdida de gases volcánicos y comenzó a acumularse en la atmósfera.
Básicamente, el suministro de gases volcánicos oxidables fue capaz de engullir oxígeno fotosintético durante cientos de millones de años después de la evolución de la fotosíntesis. Pero a medida que el manto se oxidaba más, se liberaban menos gases volcánicos oxidables. Como resultado, el oxígeno inundó el aire cuando ya no había suficiente gas volcánico para eliminarlo.
Esto tiene implicaciones para comprender la aparición de vida compleja en la Tierra y la posibilidad de vida en otros planetas. El estudio indica que no podemos excluir el manto de un planeta cuando consideramos la evolución de la superficie y la vida del planeta.

Fuentes:
- Shintaro Kadoya, David C. Catling, Robert W. Nicklas, Igor S. Puchtel, Ariel D. Anbar. Mantle data imply a decline of oxidizable volcanic gases could have triggered the Great OxidationNature Communications, 2020; 11 (1) DOI: 10.1038/s41467-020-16493-1
University of Washington. "Volcanic activity and changes in Earth's mantle were key to rise of atmospheric oxygen." ScienceDaily. ScienceDaily, 9 June 2020. <www.sciencedaily.com/releases/2020/06/200609144448.htm>.

Publicar un comentario

0 Comentarios