Los niveles de oxígeno de la Tierra subieron y bajaron más de una vez cientos de millones de años antes del éxito planetario del Gran Evento de Oxidación hace unos 2.400 millones de años. muestra una nueva investigación de la Universidad de Washington.

La evidencia proviene de un nuevo estudio que indica una segunda y mucho más temprana "bocanada" de oxígeno en el pasado distante de la Tierra, en la atmósfera y en la superficie de una gran extensión de océano, que muestra que la oxigenación de la Tierra fue un proceso complejo de repetidos intentos y fallas durante un vasto período de tiempo.

El hallazgo también puede tener implicaciones en la búsqueda de vida más allá de la Tierra. Los próximos años traerán nuevos y poderosos telescopios terrestres y espaciales capaces de analizar las atmósferas de planetas distantes. Este trabajo podría ayudar a evitar que los astrónomos descarten indebidamente los "falsos negativos, "o planetas habitados que a primera vista pueden no parecerlo debido a niveles de oxígeno indetectables.

"La producción y destrucción de oxígeno en el océano y la atmósfera a lo largo del tiempo fue una guerra sin evidencia de un ganador claro, hasta el Gran Evento de Oxidación, "dijo Matt Koehler, estudiante de doctorado de la UW en ciencias de la Tierra y el espacio y autor principal de un nuevo artículo publicado la semana del 9 de julio en el procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias .

"Estos eventos transitorios de oxigenación fueron batallas en la guerra, cuando la balanza se inclinó más a favor de la oxigenación ".

En 2007, coautor Roger Buick, Profesor de Ciencias de la Tierra y el espacio de la Universidad de Washington, formó parte de un equipo internacional de científicos que encontró evidencia de un episodio, una "bocanada", de oxígeno entre 50 y 100 millones de años antes del Gran Evento de Oxidación. Esto lo aprendieron perforando profundamente en la roca sedimentaria del monte McRae Shale en Australia Occidental y analizando las muestras en busca de metales traza molibdeno y renio. acumulación de la cual depende del oxígeno en el medio ambiente.

Ahora, un equipo dirigido por Koehler ha confirmado una segunda aparición de oxígeno en el pasado de la Tierra, esta vez aproximadamente 150 millones de años antes, o hace unos 266 mil millones de años, y con una duración de menos de 50 millones de años. Para este trabajo utilizaron dos sustitutos diferentes del oxígeno:los isótopos de nitrógeno y el elemento selenio, sustancias que, cada uno a su manera, también hablan de la presencia de oxígeno.

"Lo que tenemos en este documento es otra detección, en alta resolución, de una bocanada pasajera de oxígeno, ", dijo Koehler." Los isótopos de nitrógeno cuentan una historia sobre la oxigenación de la superficie del océano, y esta oxigenación se extiende por cientos de kilómetros a través de una cuenca marina y dura menos de 50 millones de años ".

El equipo analizó muestras de perforación tomadas por Buick en 2012 en otro sitio en la parte noroeste de Australia Occidental llamado Formación Jeerinah.

Los investigadores perforaron dos núcleos a unos 300 kilómetros de distancia pero a través de las mismas rocas sedimentarias:un núcleo muestra los sedimentos depositados en aguas menos profundas. y las otras muestras de sedimentos de aguas más profundas. El análisis de capas sucesivas en los años de rocas muestra, Buick dijo, un cambio "paso a paso" en los isótopos de nitrógeno "y luego de nuevo a cero. Esto sólo puede interpretarse en el sentido de que hay oxígeno en el medio ambiente. Es realmente genial, y es repentino".

Los isótopos de nitrógeno revelan la actividad de ciertos microorganismos marinos que usan oxígeno para formar nitratos, y otros microorganismos que utilizan este nitrato para obtener energía. Los datos recopilados de los isótopos de nitrógeno muestrean la superficie del océano, mientras que el selenio sugiere oxígeno en el aire de la Tierra antigua. Koehler dijo que el océano profundo probablemente estaba anóxico, o sin oxigeno, en el momento.

El equipo encontró abundante selenio solo en el agujero poco profundo, lo que significa que vino de la tierra cercana, no llegar a aguas más profundas. El selenio se encuentra en minerales de azufre en la tierra; un mayor nivel de oxígeno atmosférico haría que se lixiviara más selenio de la tierra a través de la meteorización oxidativa:"la oxidación de las rocas, ", Dijo Buick, y se transportó al mar.

"Ese selenio luego se acumula en los sedimentos del océano, "Dijo Koehler." Entonces, cuando medimos un pico en la abundancia de selenio en los sedimentos oceánicos, podría significar que hubo un aumento temporal en el oxígeno atmosférico ".

El hallazgo, Buick y Koehler dijeron:también tiene relevancia para detectar vida en exoplanetas, o los que están más allá del sistema solar.

"Se cree que una de las firmas biológicas atmosféricas más fuertes es el oxígeno, pero este estudio confirma que durante la transición de un planeta para oxigenarse permanentemente, sus entornos superficiales pueden ser óxicos durante intervalos de solo unos pocos millones de años y luego volver a la anoxia, "Dijo Buick.

"Entonces, si no detecta el oxígeno en la atmósfera de un planeta, eso no significa que el planeta esté deshabitado o incluso que carezca de vida fotosintética. Simplemente que no ha acumulado suficientes fuentes de oxígeno para abrumar los 'sumideros' por más de un breve intervalo.

"En otras palabras, la falta de oxígeno puede fácilmente ser un 'falso negativo' de por vida ".

Koehler agregó:"Podrías estar mirando un planeta y no ver nada de oxígeno, pero podría estar repleto de vida microbiana".