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    Las erupciones volcánicas pueden haber provocado las primeras bocanadas de oxígeno en la atmósfera de la Tierra

    Roger Buick en 2004 en Mount McRae Shale en Australia Occidental. Las rocas perforadas cerca de aquí muestran "bocanadas" de oxígeno ocurridas antes del Gran Evento de Oxidación, Hace 2.4 mil millones de años. Nuevos análisis muestran un pico ligeramente más temprano en el elemento mercurio emitido por los volcanes, lo que podría haber impulsado las poblaciones de organismos unicelulares para producir una "bocanada" temporal de oxígeno. Crédito:Roger Buick / Universidad de Washington

    Un nuevo análisis de rocas de Australia de 2.500 millones de años encuentra que las erupciones volcánicas pueden haber estimulado aumentos repentinos de población de microorganismos marinos. creando las primeras bocanadas de oxígeno a la atmósfera. Esto cambiaría las historias existentes de la atmósfera primitiva de la Tierra, que asumió que la mayoría de los cambios en la atmósfera primitiva fueron controlados por procesos geológicos o químicos.

    Aunque se centró en la historia temprana de la Tierra, la investigación también tiene implicaciones para la vida extraterrestre e incluso el cambio climático. El estudio dirigido por la Universidad de Washington, la Universidad de Michigan y otras instituciones se publicó en agosto en el procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias .

    "Lo que ha comenzado a ser obvio en las últimas décadas es que en realidad hay bastantes conexiones entre lo sólido, lo Tierra muerta y la evolución de la vida, "dijo la primera autora Jana Meixnerová, un estudiante de doctorado de la UW en ciencias de la Tierra y el espacio. "Pero, ¿cuáles son las conexiones específicas que facilitaron la evolución de la vida en la Tierra como la conocemos?"

    En sus primeros días, La Tierra no tenía oxígeno en su atmósfera y pocos, Si alguna, formas de vida que respiran oxígeno. La atmósfera de la Tierra se volvió rica en oxígeno de forma permanente hace unos 2.400 millones de años. probablemente después de una explosión de formas de vida que fotosintetizan, transformando dióxido de carbono y agua en oxígeno.

    Pero en 2007, El coautor Ariel Anbar de la Universidad Estatal de Arizona analizó rocas del Mount McRae Shale en Australia Occidental, reportando una bocanada de oxígeno a corto plazo alrededor de 50 a 100 millones de años antes de que se convirtiera en un elemento permanente en la atmósfera. Investigaciones más recientes han confirmado otras picos de oxígeno a corto plazo anteriores, pero no ha explicado su ascenso y caída.

    En el nuevo estudio, investigadores de la Universidad de Michigan, dirigido por el coautor para correspondencia Joel Blum, analizaron las mismas rocas antiguas para determinar la concentración y el número de neutrones en el elemento mercurio, emitida por erupciones volcánicas. Grandes erupciones volcánicas lanzan gas de mercurio a la atmósfera superior, donde hoy circula durante uno o dos años antes de llover sobre la superficie de la Tierra. El nuevo análisis muestra un aumento en el mercurio unos millones de años antes del aumento temporal de oxígeno.

    "Bastante seguro, en la roca debajo del pico transitorio de oxígeno encontramos evidencia de mercurio, tanto en su abundancia como en isótopos, que se explicaría más razonablemente por erupciones volcánicas en la atmósfera, "dijo el coautor Roger Buick, profesor de Ciencias de la Tierra y el Espacio de la Universidad de Washington.

    Estos son núcleos de perforación de rocas del Mount McRae Shale en Australia Occidental. El análisis anterior mostró una "bocanada" de oxígeno atmosférico antes del Gran Evento de Oxidación, Hace 2.4 mil millones de años. Nuevos análisis muestran un aumento ligeramente más temprano en los minerales producidos por los volcanes, que puede haber fertilizado las primeras comunidades de microbios para producir oxígeno. Crédito:Roger Buick / Universidad de Washington

    Donde hubo emisiones volcánicas, los autores razonan, debe haber habido campos de lava y cenizas volcánicas. Y esas rocas ricas en nutrientes se habrían desgastado con el viento y la lluvia, liberando fósforo en los ríos que podrían fertilizar las áreas costeras cercanas, permitiendo que florezcan las cianobacterias productoras de oxígeno y otras formas de vida unicelulares.

    "Hay otros nutrientes que modulan la actividad biológica en escalas de tiempo breves, pero el fósforo es el más importante en escalas de tiempo largas, "Dijo Meixnerová.

    Hoy dia, el fósforo es abundante en material biológico y en fertilizantes agrícolas. Pero en tiempos muy antiguos, la meteorización de las rocas volcánicas habría sido la principal fuente de este recurso escaso.

    "Durante la meteorización bajo la atmósfera arcaica, la roca basáltica fresca se habría disuelto lentamente, liberando el fósforo macronutriente esencial en los ríos. Eso habría alimentado a los microbios que vivían en las zonas costeras poco profundas y habría provocado una mayor productividad biológica que habría creado, como subproducto, un pico de oxígeno, "Dijo Meixnerová.

    Se desconoce la ubicación precisa de esos volcanes y campos de lava, pero existen grandes campos de lava de aproximadamente la edad adecuada en la India moderna, Canadá y otros lugares, Dijo Buick.

    "Nuestro estudio sugiere que para estas bocanadas transitorias de oxígeno, el desencadenante inmediato fue un aumento en la producción de oxígeno, en lugar de una disminución en el consumo de oxígeno por las rocas u otros procesos inertes, ", Dijo Buick." Es importante porque la presencia de oxígeno en la atmósfera es fundamental, es el mayor impulsor de la evolución de grandes, vida compleja ".

    Por último, los investigadores dicen que el estudio sugiere cómo la geología de un planeta podría afectar cualquier vida que evolucione en su superficie, un entendimiento que ayuda a identificar exoplanetas habitables, o planetas fuera de nuestro sistema solar, en la búsqueda de vida en el universo.


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