En la historia temprana de la Tierra, hace varios miles de millones de años, solo existían rastros de oxígeno en la atmósfera y los océanos. Los organismos que respiran aire de hoy en día no podrían haber existido en esas condiciones. El cambio fue causado por la fotosíntesis de bacterias, que creó oxígeno como subproducto, en grandes cantidades. Capas de rocas de 2.500 millones de años en varios continentes han dado indicios de que el primer gran aumento en la proporción de oxígeno en la atmósfera tuvo lugar entonces.

Ahora, trabajar con colegas internacionales, Dr. Benjamin Eickmann y el profesor Ronny Schönberg, Los geoquímicos isotópicos de la Universidad de Tübingen han descubierto capas en la cuenca Pongola de Sudáfrica que atestiguan la producción de oxígeno por bacterias desde hace 2.970 millones de años. Eso convierte a la Cuenca en el primer hogar conocido de organismos productores de oxígeno, conocido como un oasis de oxígeno. El estudio ha sido publicado en la última Naturaleza Geociencia .

Las condiciones en la Tierra hace unos tres mil millones de años eran inhóspitas por decir lo menos. La atmósfera contenía solo una cien milésima parte del oxígeno que tiene hoy. Los océanos primitivos apenas contenían sulfato; pero contenían grandes cantidades de hierro ferroso. Cuando las bacterias comenzaron a producir oxígeno, inicialmente podría unirse con otros elementos, pero comenzó a enriquecer la atmósfera en un evento de emisión masiva de oxígeno hace unos 2.500 millones de años.

“Podemos ver que en la desaparición de minerales reducidos en los sedimentos de los continentes. Ya no se encuentran ciertas firmas de azufre que solo pueden formarse en una atmósfera baja en oxígeno, "dice Benjamin Eickmann, el autor principal del estudio. Este evento, que podría describirse como contaminación ambiental global, pasó a la historia de la Tierra como el Gran Evento de Oxigenación. Fue un desastre para los primeros tipos de bacterias que habían evolucionado en condiciones de poco oxígeno; el oxígeno los envenenó. "Sin embargo, después de la primera gran subida, la atmósfera solo contenía 0,2 por ciento de oxígeno; hoy es alrededor del 21 por ciento, "Explica Eickmann. Expuesto a una atmósfera que contenía cantidades crecientes de oxígeno, los continentes estaban sujetos a una mayor erosión. Eso llevó a que ingresaran más oligoelementos a los océanos. El suministro mejorado de nutrientes a su vez dio lugar a más formas de vida en los mares.

Firmas de azufre como archivo de la historia de la Tierra

En su estudio actual, los investigadores investigaron los sedimentos de 2,97 mil millones de años depositados en la cuenca Pongola en lo que hoy es Sudáfrica. De las proporciones de isótopos de azufre (particularmente la de ³⁴ S/ ³² Relación S), en los sedimentos, los investigadores pueden concluir que las bacterias utilizaron el sulfato en los mares primitivos como fuente de energía, reduciéndolo químicamente.

"El sulfato es una forma de azufre oxidado. Una mayor concentración de sulfato en el agua indica que debe haber estado presente suficiente oxígeno libre en el mar poco profundo de la cuenca Pongola, ", Dice Ronny Schönberg. Este oxígeno libre debe haber sido producido por otros Bacterias fotosintetizadoras. Al mismo tiempo, otra firma de isótopo de azufre (el ³³ S/ ³² Relación S) en estos sedimentos indica una reducción continua, atmósfera con muy poco oxígeno.

"Eso hace que la Cuenca Pongola sea el oasis de oxígeno más antiguo conocido hasta la fecha. El oxígeno se estaba acumulando en el agua mucho antes del Gran Evento de Oxigenación, Schönberg explica. Varios cientos de millones de años después, los niveles de oxígeno en constante aumento llevaron a la oxidación de la atmósfera, y eso es lo que hizo posible la vida en la Tierra, en toda su variedad tal como la conocemos hoy.