Hoy respiramos sin pensarlo, pero durante la mayor parte de la historia de la Tierra la atmósfera casi no tuvo oxígeno. Ese gas empezó a acumularse hace unos 2.400 millones de años, en un cambio tan profundo que los científicos lo llaman Gran Evento de Oxidación. Lo que nadie tenía del todo claro era cómo ese oxígeno logró mantenerse durante millones de años, en lugar de desaparecer tan rápido como había llegado.
Un estudio publicado en la revista Nature Communications propone una respuesta basada en rocas antiguas de Sudáfrica. El trabajo fue firmado por Lewis J. Alcott, Benjamin J. W. Mills, Andrey Bekker, Zidong Peng y Simon W. Poulton, con la participación de la Universidad de California en Riverside, en Estados Unidos.
Un planeta que aprendía a respirar
El oxígeno de la atmósfera lo produjeron organismos microscópicos, las cianobacterias, que hacían fotosíntesis en los océanos. Pero producir oxígeno no alcanza: también hay que evitar que se consuma. Ese gas reacciona con facilidad con la materia orgánica y con muchos minerales, por lo que, sin un mecanismo que lo sostuviera, podía volver a desaparecer.
De hecho, el estudio sugiere que, tras el Gran Evento de Oxidación, los niveles de oxígeno fluctuaron mucho más de lo que se pensaba, con subidas y bajadas que transformaron la química de los océanos durante decenas de millones de años.
Las rocas del Supergrupo Transvaal
Para investigarlo, el equipo analizó sedimentos del Supergrupo Transvaal, en Sudáfrica, que se formaron en un océano antiguo hace más de 2.000 millones de años y que conservan señales de esa época crucial, incluidas huellas de dos glaciaciones.
La clave fue una nueva técnica de extracción secuencial: disolver uno por uno los distintos tipos de minerales de la roca para separar el fósforo que podían usar los seres vivos del que quedaba atrapado en minerales inaccesibles. «Ahora podemos separar el fósforo que estaba disponible para los organismos del que estaba prácticamente encerrado», explicó Bekker. Los métodos anteriores solo medían el fósforo total, sin distinguir cuánto era útil para la vida.
El ciclo que se alimentaba a sí mismo
Los resultados, combinados con modelos biogeoquímicos, revelan un circuito que se reforzaba solo. A medida que el oxígeno llegaba a los océanos, aumentaba la cantidad de sulfato en el agua. Los microbios usaban ese sulfato para descomponer la materia orgánica, y en ese proceso liberaban fósforo de nuevo al mar.
Ese fósforo extra funcionaba como fertilizante: impulsaba el crecimiento de más organismos, y una parte de su materia orgánica quedaba enterrada en el fondo marino. Al enterrarse, ese carbono ya no consumía oxígeno al descomponerse, de modo que más oxígeno quedaba libre en la atmósfera. Y más oxígeno, a su vez, generaba más sulfato, reiniciando el ciclo. «Los seres vivos no pueden crecer ni funcionar correctamente sin fósforo», resumió Bekker.
Una lección para los océanos actuales
El hallazgo no solo habla del pasado. Hoy, el cambio climático está haciendo que algunas zonas del océano pierdan oxígeno. Si esa tendencia continúa, advierten los autores, el fósforo podría volverse menos disponible, lo que reduciría la productividad marina y haría a los ecosistemas más frágiles.
El estudio también podría ayudar a entender en qué condiciones podrían desarrollarse atmósferas con oxígeno en planetas con océanos fuera del sistema solar. «La historia de la Tierra demuestra que el oxígeno, los nutrientes y la vida evolucionaron juntos», concluyó Bekker.
