La existencia de mundos alienígenas habitables ha sido un pilar de la cultura popular durante más de un siglo. En el siglo 19, Los astrónomos creían que los marcianos podrían estar utilizando enlaces de transporte basados ​​en canales para atravesar el planeta rojo. Ahora, a pesar de vivir en una época en la que los científicos pueden estudiar planetas a años luz de nuestro propio sistema solar, la mayoría de las nuevas investigaciones continúan disminuyendo las posibilidades de encontrar otros mundos en los que los humanos puedan vivir. El mayor obstáculo puede ser el oxígeno:los colonos humanos necesitarían una atmósfera con alto contenido de oxígeno para respirar.

Entonces, ¿cómo tuvimos tanta suerte de evolucionar en un planeta con mucho oxígeno? La historia de los océanos y la atmósfera de la Tierra sugiere que el aumento a los niveles actuales de O₂ fue bastante difícil. El consenso actual es que la Tierra experimentó un aumento de tres pasos en los niveles de oxígeno atmosférico y oceánico, el primero se llamó el "Gran Evento de Oxidación" hace unos 2.400 millones de años. Después de eso vino el "Evento de Oxigenación Neoproterozoica" hace unos 800 millones de años, y finalmente el "Evento de oxigenación paleozoica" hace unos 400 millones de años, cuando los niveles de oxígeno en la Tierra alcanzaron su pico moderno del 21%.

Lo que sucedió durante estos tres períodos para aumentar los niveles de oxígeno es un tema de debate. Una idea es que los nuevos organismos "diseñaron mediante bioingeniería" el planeta, reestructurar la atmósfera y los océanos mediante su metabolismo o su estilo de vida. Por ejemplo, el surgimiento de plantas terrestres hace aproximadamente 400 millones de años podría haber aumentado el oxígeno en la atmósfera a través de la fotosíntesis terrestre, sustituyendo a las bacterias fotosintéticas del océano, que han sido las principales productoras de oxígeno durante la mayor parte de la historia de la Tierra. Alternativamente, Los cambios en la tectónica de placas o las erupciones volcánicas gigantescas también se han relacionado con los eventos de oxigenación de la Tierra.

Esta historia basada en eventos de cómo el oxígeno llegó a ser tan abundante en la Tierra implica que somos muy afortunados de vivir en un mundo con alto contenido de oxígeno. Si no hubiera ocurrido una erupción volcánica, o un cierto tipo de organismo no había evolucionado, entonces el oxígeno podría haberse estancado a niveles bajos. Pero nuestra última investigación sugiere que este no es el caso. Creamos un modelo informático del carbono de la Tierra, ciclos de oxígeno y fósforo y descubrió que las transiciones de oxígeno pueden explicarse por la dinámica inherente de nuestro planeta y probablemente no requirieron ningún evento milagroso.

Fósforo:el eslabón perdido

Una cosa que creemos que falta en las teorías sobre la oxigenación de la Tierra es el fósforo. Este nutriente es muy importante para las bacterias y algas fotosintéticas del océano. La cantidad de fósforo marino que hay controlará en última instancia la cantidad de oxígeno que se produce en la Tierra. Esto sigue siendo cierto hoy en día, y lo ha sido desde la evolución de los microbios fotosintéticos hace unos tres mil millones de años.

La fotosíntesis en el océano depende del fósforo, pero los altos niveles de fosfato también impulsan el consumo de oxígeno en las profundidades del océano a través de un proceso llamado eutrofización. Cuando mueren los microbios fotosintéticos, se descomponen, que consume oxígeno del agua. A medida que caen los niveles de oxígeno, los sedimentos tienden a liberar aún más fósforo. Este circuito de retroalimentación elimina rápidamente el oxígeno. Esto significó que los niveles de oxígeno en los océanos pudieron cambiar rápidamente, pero fueron amortiguados en escalas de tiempo largas por otro proceso que involucró al manto de la Tierra.

A lo largo de la historia de la Tierra, La actividad volcánica ha liberado gases que reaccionan con el oxígeno de la atmósfera y lo eliminan. Estos flujos de gas han disminuido con el tiempo debido al enfriamiento del manto de la Tierra, y nuestro modelo de computadora sugiere que esta lenta reducción junto con la evolución inicial de la vida fotosintética fue todo lo que fue necesario para producir una serie de incrementos escalonados en los niveles de oxígeno.

Estos incrementos escalonados guardan una clara semejanza con el aumento de oxígeno en tres pasos que se ha producido a lo largo de la historia de la Tierra. El modelo también respalda nuestra comprensión actual de la oxigenación del océano, que parece haber involucrado numerosos ciclos de oxigenación y desoxigenación antes de que los océanos se oxigenaran de manera resiliente como lo están hoy.

Lo realmente emocionante de todo esto es que el patrón de oxigenación se puede crear sin la necesidad de avances evolutivos difíciles y complejos. o eventos volcánicos o tectónicos catastróficos circunstanciales. Por lo tanto, parece que la oxigenación de la Tierra pudo haber sido ineludible una vez que la fotosíntesis se desarrolló, y las posibilidades de que existan mundos con alto contenido de oxígeno en otros lugares podrían ser mucho mayores.

Este artículo se ha vuelto a publicar de The Conversation con una licencia de Creative Commons. Lea el artículo original.