El oxígeno ha proporcionado un soplo de aire fresco al estudio de la evolución de la Tierra hace unos 400 millones de años.

Un equipo de investigadores, incluido un miembro de la facultad y un becario postdoctoral de la Universidad de Washington en St. Louis, encontró que los niveles de oxígeno parecen aumentar aproximadamente al mismo tiempo que un aumento de tres veces en la biodiversidad durante el Período Ordovícico, hace entre 445 y 485 millones de años, según un estudio publicado el 20 de noviembre en Naturaleza Geociencia .

"Esta oxigenación está respaldada por dos enfoques que en su mayoría son independientes entre sí, utilizando diferentes conjuntos de registros geoquímicos y prediciendo la misma cantidad de oxigenación ocurrida aproximadamente al mismo tiempo que la diversificación, "dijo Cole Edwards, el investigador principal de un estudio realizado cuando era un becario postdoctoral en el laboratorio bajo el autor principal del artículo, David Fike, profesor asociado de Ciencias de la Tierra y Planetarias en Artes y Ciencias. Los otros autores son Matthew Saltzman de la Universidad Estatal de Ohio y Dana Royer de la Universidad Wesleyan en Connecticut.

"Establecimos otro vínculo entre la biodiversificación y los niveles de oxígeno, pero esta vez durante el Ordovícico, donde se alcanzaron niveles de oxígeno casi modernos hace unos 455 millones de años, "dijo Edwards, profesor asistente de ciencias geológicas y ambientales en el estado de los Apalaches en Boone, N.C. "Cabe destacar que probablemente esta no fue la única razón por la que se produjo la diversificación en ese momento. Es probable que otros cambios, como el enfriamiento de los océanos, mayor suministro de nutrientes a los océanos y presiones de depredación, trabajaron juntos para permitir que la vida animal se diversificara durante millones de años ".

Esta explosión de diversidad, reconocido como el Gran Evento de Biodiversificación del Ordovícico, provocó el surgimiento de varias especies marinas, cambio tremendo entre las familias y tipos de especies, así como cambios en la Tierra, comenzando en el fondo de los fondos oceánicos. Los impactos de asteroides se encuentran entre las muchas interrupciones estudiadas como las razones de tal explosión de cambio. Edwards, Fike y otros querían seguir investigando el vínculo entre los niveles de oxígeno en la atmósfera oceánica y los niveles de diversidad de los animales a lo largo del tiempo.

Calcular tales niveles de oxígeno es particularmente difícil:no hay forma de medir directamente la composición de atmósferas u océanos antiguos. Las máquinas del tiempo solo existen en la ficción.

Usando proxies geoquímicos, datos de alta resolución y firmas químicas conservadas en rocas carbonatadas formadas a partir de agua de mar, los investigadores pudieron identificar un aumento de oxígeno durante los períodos del Ordovícico Medio y Tardío, y un rápido aumento, a eso. Citan un aumento de casi el 80 por ciento en los niveles de oxígeno donde el oxígeno constituía aproximadamente el 14 por ciento de la atmósfera durante la Etapa Darriwiliana (Ordovícico Medio hace 460-465 millones de años) y aumentó hasta el 24 por ciento de la atmósfera en el Katiano medio. (Ordovícico tardío hace 450-455 millones de años).

"Este estudio sugiere que los niveles de oxígeno atmosférico no alcanzaron ni mantuvieron los niveles modernos durante millones de años después de la explosión del Cámbrico, que tradicionalmente se considera el momento en que se oxigena la atmósfera oceánica, ", Dijo Edwards." En esta investigación, mostramos que la oxigenación de la atmósfera y el océano poco profundo tomó millones de años, y sólo cuando los mares poco profundos se oxigenaron progresivamente pudieron tener lugar los principales pulsos de diversificación ".

Las firmas químicas que sirvieron como sustitutos del carbono inorgánico disuelto incluyeron datos de entornos geológicos que van desde la Gran Cuenca en el oeste de los Estados Unidos, al norte y este de EE. UU., a Canadá y sus Marítimos, así como Argentina en el hemisferio sur y Estonia en el hemisferio oriental. Nevada, Utah, Oklahoma, Missouri (New London al norte y Highway MM al sur de St. Louis), Iowa, Ohio, Virginia Occidental y Pensilvania se encontraban entre los puntos de datos de EE. UU.

Los investigadores concluyeron que no estaba claro si el aumento de la oxigenación tuvo un efecto directo sobre la vida animal. o incluso si tuvo un efecto pasivo por, decir, expandiendo el ecoespacio rico en oxígeno. Por lo que es difícil de resolver si la temperatura, el aumento de la oxigenación o algo más sirvió como motor de la biodiversificación. Pero los hallazgos mostraron que el oxígeno ciertamente estaba aumentando durante las épocas de algunos de los mayores cambios.

"El oxígeno y la vida animal siempre han estado vinculados, pero la mayor parte de la atención se centró en cómo surgieron los animales, "dijo Saltzman, profesor y director de la escuela de Ciencias de la Tierra en el estado de Ohio. "Nuestro trabajo sugiere que el oxígeno puede haber sido tan importante para comprender cómo los animales llegaron a ser tan diversos y abundantes".