Aire y agua encabezan la lista de las necesidades primordiales de la mayoría de organismos, incluida la especie humana. Ambos fluidos tienen en común un elemento esencial: el oxígeno. El origen y el trasiego de este elemento en la Tierra, cuestiones capitales para entender la génesis de la vida, han motivado esta semana la publicación de dos estudios en la revista Science y de un tercero en Nature.

Los expertos suelen hablar de un punto de inflexión entre el manto gaseoso de la Tierra primitiva, carente de oxígeno, y una acumulación rápida de este gas en la atmósfera. El gran evento de oxidación (GEO), como llaman a este cambio trascendental, ocurrió hace unos 2.400 millones de años. El mecanismo exacto que lo produjo aún es materia de estudio.

Antes de inundar la atmósfera, el oxígeno se encontraba secuestrado en forma de agua y compuestos minerales. Las encargadas de alterar este panorama fueron las cianobacterias, los primeros microorganismos fotosintéticos. Las cianobacterias poblaban desde hacía más de 2.700 millones de años la sopa orgánica del océano, liberando toneladas de oxígeno respirable al medio. Sin embargo, durante los primeros 300 millones de años algo impidió que la impronta bioquímica de estas bacterias marinas dejara su sello en la composición del aire. ¿Qué ocurrió durante aquel periodo?

Los geólogos arguyen que algo se estaba comiendo el oxígeno, y que aún debía producirse una gran transición que permitiera a las cianobacterias oxidar el aire; un fenómeno que no iba a ser biológico, sino geológico.

Devoradores de aire

Nature publicó recientemente un estudio que ofrecía una solución a este enigmático trastorno en la personalidad del planeta. Para los científicos Lee Kump y Mark Barley, del Instituto de Astrobiología de la NASA y de la Universidad de Australia Occidental, respectivamente, fue la transición del vulcanismo desde las profundidades oceánicas a las tierras emergidas, hace 2.500 millones de años, lo que hizo respirable la atmósfera, al eliminarse el componente reductor de las emanaciones submarinas que secuestraba el oxígeno.

Una objeción al modelo de Kump y Barley argumenta que, si el GEO fue realmente un proceso brusco, no se explica la demora en la presencia de oxígeno desde la estabilización de las masas continentales hasta el evento. Dos equipos liderados por geólogos de las universidades de Arizona y Maryland (EEUU) añaden hoy piezas al rompecabezas. Publican en Science que el oxígeno ya era detectable en pequeñas cantidades —un olorcillo, titulan literalmente— hace 2.500 millones de años, entre 50 y 100 antes del GEO. Se apoyan en métodos novedosos que les han permitido recoger, datar y analizar rocas de un kilómetro de profundidad de la cuenca australiana de Hamersley.

Para el biogeoquímico de la Universidad de Arizona Ariel Anbar, uno de los autores del trabajo, el hallazgo “captura el proceso de oxidación en el acto”, y representa un adelanto sobre el GEO que apoya una acumulación gradual del oxígeno, lo que denotaría una acción de las cianobacterias anterior a lo que se suponía.

El ascensor de oxígeno

Otro estudio, publicado ayer en Nature, bucea en la dinámica del oxígeno terrestre, un ciclo gobernado por las corrientes de convección en el manto del planeta. Un grupo de la Universidad de Bonn (Alemania) detalla que este elemento se encuentra atrapado a alta presión a cientos de kilómetros de profundidad, en una roca llamada majorita.

Al aflorar a capas más superficiales, el oxígeno se libera y se une al hidrógeno, formando así agua. Luego, a través de las zonas de subducción, donde se recicla la corteza terrestre, el oxígeno circula de vuelta al interior de la Tierra.