Los científicos han pensado durante mucho tiempo que el oxígeno apareció en la atmósfera inferior de la Tierra hace 2.700 millones de años. haciendo posible la vida como la conocemos. Un investigador de la Universidad de Rice ha agregado evidencia para respaldar esa cifra.

El récord de azufre que tiene la roca antigua marca el cambio dramático en la atmósfera del planeta que dio lugar a una vida compleja. pero las rocas son indicadores locales. Para el panorama general, El biogeoquímico del arroz Mark Torres usó el agua que fluye y erosiona las rocas como un sustituto.

Torres, un profesor asistente de Rice de la Tierra, ciencias ambientales y planetarias, y sus colegas informan en Naturaleza Geociencia que el equilibrio de las anomalías de los isótopos de azufre en la roca arcaica, un marcador del "gran evento de oxigenación, También se puede reconocer y medir en los ríos que lo erosionan.

Los investigadores tomaron muestras de agua de dos de los pocos lugares de la Tierra donde la roca arcaica está expuesta en abundancia:en el Superior Craton en Canadá y en Sudáfrica. Determinaron que, si bien las muestras individuales de roca aún pueden mostrar un desequilibrio (las anomalías) de los isótopos de azufre, Un análisis cuidadoso del agua que se difunde y transporta azufre desde miles de millas de roca al océano muestra que el contenido está en última instancia alineado con la firma de azufre de la Tierra a granel.

"Los cambios en la química pueden decirte algo sobre el medio ambiente, y las rocas pueden decirte si hubo oxígeno en un momento determinado, ", Dijo Torres." Al principio de nuestra historia, Las anomalías de isótopos de azufre están por todas partes. Luego, hace aproximadamente 2.700 millones de años, desaparecen y nunca vuelven ".

El azufre es un marcador porque cuatro isótopos estables, conocidos por sus masas moleculares de 32, 33, 34 y 36, Puede mostrar diferentes comportamientos cuando está presente en la atmósfera. "La mayor parte del azufre es masa 32, pero hay pequeñas cantidades de las otras masas, "Dijo Torres.

La luz ultravioleta del sol reaccionó con el gas de azufre y lo dividió en compuestos separados con isótopos más pesados ​​y más ligeros. Finalmente, estos compuestos se hundieron y permanecen en la roca que se formó en ese momento.

"Pero hay una cosa extraña:las rocas realmente viejas tienen más azufre de lo que cabría esperar, basado en las masas relativas, Torres dijo. Porque 33 es uno más pesado que 32, deberíamos poder predecir fácilmente su abundancia relativa utilizando la química física. Pero, encontramos que 33 es mucho más abundante de lo esperado. Por eso lo llamamos anomalía ".

Cuando apareció el oxígeno, absorbió la luz ultravioleta y apagó la reacción del azufre, como se ve en la roca. Eso está muy bien Torres dijo, pero la teoría no tiene en cuenta el azufre anómalo que continuó filtrándose de la roca arcaica al agua superficial, ser transportados al océano y luego condensarse en nueva roca que también tendría la anomalía.

"Este reciclaje de roca antigua era una forma de perpetuar la anomalía incluso después de que había surgido oxígeno, ", dijo. Los investigadores sospecharon que la persistencia de la anomalía podría empañar la comprensión del momento del aumento del oxígeno hasta en 100 millones de años.

No lo hizo ellos descubrieron, pero no fue fácil. El equipo incluyó a investigadores del Instituto de Tecnología de California y el Centro de Investigación Petrográfica y Geoquímica en Nancy, Francia. Los miembros recolectaron decenas de muestras de los sitios canadienses para acompañar las muestras sudafricanas que ya tenían y comprobaron su firma de azufre después de eliminar los efectos de los contaminantes de la lluvia ácida sulfurosa. sal y polvo de carreteras para derretir el hielo de las operaciones mineras locales. Pero sus cálculos finales mostraron un equilibrio sólido en el azufre 33 recolectado por la escorrentía del río en un área amplia.

"Nuestro esfuerzo nos permite estar seguros de que tenemos el momento adecuado para este gran evento de oxidación, para que ahora podamos empezar a comprender los mecanismos, ", Dijo Torres." Si piensas en todo el alcance de la historia de la Tierra, 100 millones de años es pequeño, pero en la línea de tiempo evolutiva de los organismos, importa."