En estos días, la atmósfera de la Tierra es perfecta para respirar, pero el aire en nuestro planeta no siempre fue así.
Ahora, los investigadores han presentado una nueva explicación para los eventos que cambiaron dramáticamente esa composición crucial de gases.
Según el nuevo estudio, un evento crítico en la historia atmosférica de la Tierra puede haber surgido en forma de erupciones volcánicas, causadas por el desplazamiento de las placas tectónicas.
La corteza y el manto del planeta se movieron de una manera que desencadenó reacciones químicas particulares, lo que resultó en un aumento en la producción de oxígeno y sentó las bases para una vida compleja en nuestro planeta.
El nuevo modelo presentado por un equipo dirigido por la Universidad de Rice podría ayudar a explicar no uno, sino dos misterios geológicos de larga data.
Primero, está el Gran evento de oxidación (GOE) de hace unos 2.400 millones de años, donde los niveles de oxígeno aumentaron bruscamente; entonces la Evento de Lomagundi, un cambio significativo en los equilibrios de isótopos de carbono que ocurrió unos 100 millones de años después.
El carbono tiene tres de origen natural isótopos – variantes que se pueden distinguir en función del número de neutrones que contienen. La proporción de isótopos de carbono 12 y carbono 13 es una herramienta útil para estudiar los sistemas naturales y la atmósfera, ya que las dos variantes tienden a provenir de diferentes fuentes.
La gran mayoría del carbono en la Tierra es carbono 12, pero durante el evento de Lomagundi hubo un aumento repentino en los isótopos de carbono 13. Hasta ahora, los investigadores han encontrado difícil ajustar el evento GOE y el evento Lomagundi en una hipótesis coherente.
"Lo que lo hace único es que no solo se trata de explicar el aumento del oxígeno". dice el geocientífico James Eguchi, de la Universidad de California, Riverside.
"También está tratando de explicar alguna geoquímica de superficie estrechamente asociada, un cambio en la composición de los isótopos de carbono, que se observa en el registro de roca de carbonato un tiempo relativamente corto después del evento de oxidación".
"Estamos tratando de explicar cada uno de ellos con un mecanismo único que involucra el interior profundo de la Tierra, la tectónica y la desgasificación mejorada del dióxido de carbono de los volcanes".
Antes de ahora, se pensaba que la fotosíntesis era el principal impulsor del GOE, ya que las cianobacterias bombeaban oxígeno como un producto de desecho de estar vivo. Eso todavía jugó un papel importante, sugiere la nueva investigación, pero estaba sucediendo mucho más en el interior de nuestro planeta.
(J. Eguchi / Universidad de California, Riverside)
Basado en modelos detallados, los científicos creen que el aumento de la actividad tectónica produjo cientos de nuevos volcanes por delante del GOE, bombeando masas de CO2 al aire. Esto calienta el clima, aumenta las precipitaciones y la meteorización posterior, lo que lleva a que más minerales sean arrastrados de las rocas al océano.
A su vez, esto desencadenó un auge en las cianobacterias y los carbonatos, con este carbono extra orgánico e inorgánico que se recicla del fondo del océano al manto de la Tierra. El aumento del oxígeno se explica tanto en el crecimiento del número de cianobacterias (por lo tanto, aumentando la fotosíntesis) como en el carbono que se extrae de la atmósfera a medida que se sepulta en las profundidades del subsuelo.
"Es una especie de gran proceso cíclico" dice Eguchi.
De manera crucial para los cálculos del evento de Lomagundi, la diferente composición química del carbono orgánico e inorgánico significa que reaparecieron en diferentes momentos, lo que explica el aumento del carbono 13 con una brecha de 100 millones de años.
El carbono rico en isótopos de carbono 13 de origen inorgánico habría reaparecido primero, a través de volcanes directamente sobre las zonas de subducción, las áreas donde las placas oceánicas son arrastradas debajo de los continentes. Mientras tanto, el carbono rico en carbono 12 habría aparecido más tarde a través de otros puntos calientes volcánicos, habiendo sido secuestrado inicialmente mucho más profundo bajo tierra.
Mirar hacia atrás tan lejos en el pasado siempre implica un poco de conjeturas educadas, y se necesitará más investigación para ver si este nuevo modelo se mantiene, pero es una mirada intrigante sobre cómo los cambios atmosféricos serios de hace más de 2 mil millones de años. podría haber sido activado.
"Proponemos que las emisiones de dióxido de carbono fueron muy importantes para esta proliferación de la vida". dice Eguchi. "Realmente está tratando de relacionar cómo estos procesos más profundos han afectado la vida de la superficie en nuestro planeta en el pasado".
La investigación ha sido publicada en Nature Geoscience.