Una muestra de oxígeno antiguo, extraído de un depósito de lago evaporativo de 1.400 millones de años en Ontario, proporciona nueva evidencia de cómo eran la atmósfera y la biosfera de la Tierra durante el intervalo previo al surgimiento de la vida animal.

Los resultados, publicado en la revista Naturaleza , representan la medición más antigua de isótopos de oxígeno atmosférico en casi mil millones de años. Los resultados apoyan investigaciones previas que sugieren que los niveles de oxígeno en el aire durante este tiempo en la historia de la Tierra eran una pequeña fracción de lo que son hoy debido a una biosfera mucho menos productiva.

"Se ha sugerido durante muchas décadas que la composición de la atmósfera ha variado significativamente a lo largo del tiempo, "dice Peter Crockford, quien dirigió el estudio como Ph.D. estudiante de la Universidad McGill. "Proporcionamos evidencia inequívoca de que de hecho era muy diferente hace 1.400 millones de años".

El estudio proporciona el indicador más antiguo hasta ahora de lo que los científicos de la tierra denominan "producción primaria, "en el que los microorganismos de la base de la cadena alimentaria:algas, cianobacterias, y similares:producen materia orgánica a partir de dióxido de carbono y vierten oxígeno en el aire.

Una biosfera más pequeña

"Este estudio muestra que la producción primaria hace 1.400 millones de años era mucho menor que la actual, "dice el coautor principal Boswell Wing, quien ayudó a supervisar el trabajo de Crockford en McGill. "Esto significa que el tamaño de la biosfera global tenía que ser menor, y probablemente no produjeron suficientes alimentos (carbono orgánico) para sustentar una gran cantidad de vida macroscópica compleja, "dice Wing, ahora es profesor asociado de ciencias geológicas en la Universidad de Colorado en Boulder.

Para llegar a estos hallazgos, Crockford se asoció con colegas de la Universidad de Yale, Universidad de California Riverside, y la Universidad de Lakehead en Thunder Bay, Ontario, que había recogido muestras prístinas de sales antiguas, conocidos como sulfatos, encontrado en una formación de roca sedimentaria al norte del lago Superior. Crockford envió las muestras a la Universidad Estatal de Louisiana, donde trabajó en estrecha colaboración con los coautores Huiming Bao, Justin Hayles, y Yongbo Peng, cuyo laboratorio es uno de los pocos en el mundo que utiliza una técnica especializada de espectrometría de masas capaz de sondear tales materiales en busca de isótopos de oxígeno raros dentro de los sulfatos.

El trabajo también arroja nueva luz sobre un tramo de la historia de la Tierra conocido como los "mil millones aburridos" porque produjo pocos cambios biológicos o ambientales aparentes.

"La productividad primaria moderada durante la era del Proterozoico medio, hace aproximadamente 2 mil millones a 800 millones de años, ha estado implícita desde hace mucho tiempo, pero no se han generado datos concretos para respaldar esta idea, "señala Galen Halverson, coautor del estudio y profesor asociado de ciencias terrestres y planetarias en McGill. "Eso dejaba abierta la posibilidad de que hubiera otra explicación de por qué el océano Proterozoico medio era tan poco interesante, en términos de producción y depósito de carbono orgánico ". Los datos de Crockford" proporcionan la evidencia directa de que este aburrido ciclo del carbono se debió a la baja productividad primaria ".

Pistas de exoplanetas

Los hallazgos también podrían ayudar a informar la búsqueda de vida por parte de los astrónomos fuera de nuestro propio sistema solar.

"Durante la mayor parte de la historia de la Tierra, nuestro planeta estuvo poblado de microbios, y proyectando hacia el futuro, probablemente serán los administradores del planeta mucho después de que nos hayamos ido, "dice Crockford, ahora es investigador postdoctoral en la Universidad de Princeton y en el Instituto de Ciencias Weizmann de Israel. "Comprender los entornos que dan forma no solo nos informa de nuestro propio pasado y de cómo llegamos aquí, pero también proporciona pistas sobre lo que podríamos encontrar si descubrimos un exoplaneta habitado ".