Hace 2500 millones de años, la atmósfera terrestre cambió drásticamente, permitiendo el surgimiento de la vida tal como la conocemos. Ahora, un estudio sugiere que las erupciones volcánicas desempeñaron un papel crucial en este proceso, al proporcionar los nutrientes necesarios para la proliferación de microorganismos fotosintéticos.
Durante miles de millones de años, la atmósfera de la Tierra careció de oxígeno, lo que limitó el desarrollo de formas de vida complejas. Sin embargo, en un evento conocido como el Gran Evento de Oxidación (GOE, por sus siglas en inglés), los niveles de oxígeno aumentaron repentinamente, transformando el planeta. Aunque se sabía que las cianobacterias fueron responsables de esta oxigenación, el detonante que permitió su proliferación era un misterio. Ahora, un equipo de investigadores ha identificado una posible causa: la intensa actividad volcánica que tuvo lugar en ese periodo.
Un mundo sin oxígeno
Hoy en día, la atmósfera terrestre contiene aproximadamente un 21 % de oxígeno, un nivel suficiente para sostener la vida tal como la conocemos. Sin embargo, hace más de 3000 millones de años, la situación era completamente diferente. La atmósfera primitiva estaba compuesta principalmente por dióxido de carbono, metano y nitrógeno, lo que creaba un entorno hostil para la vida aeróbica.
Los océanos también presentaban una química distinta. En lugar de los mares ricos en oxígeno de la actualidad, los océanos primitivos estaban llenos de hierro disuelto. Si bien existían microorganismos capaces de realizar fotosíntesis, la cantidad de oxígeno que producían era rápidamente absorbida por estos compuestos, impidiendo su acumulación en la atmósfera.
Entonces, ¿qué cambió hace 2500 millones de años para que el oxígeno comenzara a acumularse? La respuesta podría estar en la actividad volcánica.
La clave estaba en los volcanes
Según el estudio, publicado en Nature Communications, las erupciones volcánicas masivas de aquel periodo liberaron grandes cantidades de lava y cenizas, que al depositarse en los océanos, proporcionaron los nutrientes necesarios para el crecimiento de las cianobacterias. Estos microorganismos, al realizar la fotosíntesis, empezaron a liberar oxígeno en grandes cantidades, superando finalmente la capacidad de los océanos para absorberlo.
“Sabemos que la actividad de los microorganismos en los océanos jugó un papel central en la evolución del oxígeno atmosférico”, explica el profesor Eiichi Tajika, de la Universidad de Tokio. “Sin embargo, creemos que esto no ocurrió de inmediato, ya que la cantidad de nutrientes en el océano era muy limitada. Algo tuvo que ocurrir para que las cianobacterias pudieran proliferar a gran escala”.
El equipo de investigación utilizó modelos que simulan los procesos biológicos, geológicos y químicos de la Tierra primitiva. A través de estos análisis, descubrieron que las erupciones volcánicas incrementaron los niveles de dióxido de carbono en la atmósfera, lo que provocó un calentamiento global y un aumento en la cantidad de nutrientes disponibles en los océanos.
Evidencia en los registros geológicos
Uno de los principales indicios de la oxigenación temprana de la Tierra proviene de las formaciones de hierro bandeado (Banded Iron Formations, o BIFs). Estas estructuras geológicas se formaron cuando el oxígeno producido por las cianobacterias reaccionó con el hierro disuelto en el agua, precipitando óxidos de hierro que se depositaron en el fondo marino.
“Comprender el origen de estas formaciones es clave para determinar la cronología del surgimiento de los microorganismos fotosintéticos”, señala Yasuto Watanabe, coautor del estudio. “Nuestros modelos sugieren que la actividad volcánica desempeñó un papel crucial en la liberación de nutrientes, lo que permitió el auge de las cianobacterias y, en consecuencia, la acumulación de oxígeno en la atmósfera”.
Los investigadores también encontraron pruebas en los llamados “whiffs”, pequeñas fluctuaciones en los niveles de oxígeno detectadas en muestras geológicas anteriores al GOE. Estas oscilaciones sugieren que los niveles de oxígeno no aumentaron de manera uniforme, sino en episodios ligados a eventos geológicos específicos, como las erupciones volcánicas.
Impacto en la evolución de la vida
El aumento del oxígeno en la atmósfera tuvo efectos drásticos en la vida de la época. Muchas especies anaerobias, que habían prosperado en un mundo sin oxígeno, se extinguieron. Sin embargo, este cambio también permitió la evolución de organismos aeróbicos, que podían utilizar el oxígeno para obtener energía de manera más eficiente.
Este proceso allanó el camino para la aparición de formas de vida más complejas y, eventualmente, para el surgimiento de organismos multicelulares. Además, la acumulación de oxígeno en la atmósfera permitió la formación de la capa de ozono, que protege a la Tierra de la radiación ultravioleta, facilitando la colonización de ambientes terrestres.
Lecciones para la búsqueda de vida extraterrestre
Los hallazgos de este estudio no solo ayudan a comprender mejor la evolución de la Tierra, sino que también pueden ser clave para la búsqueda de vida en otros planetas. La detección de oxígeno en la atmósfera de exoplanetas se considera un posible indicio de actividad biológica. Sin embargo, este estudio sugiere que el oxígeno puede producirse como resultado de procesos geológicos, sin necesidad de la intervención de organismos vivos.
“Si queremos encontrar vida en otros planetas, es fundamental comprender los mecanismos que llevaron a la oxigenación de la Tierra”, señala Tajika. “Nuestros resultados sugieren que la interacción entre la geología y la biología fue esencial para este proceso”.
En otras palabras, la presencia de oxígeno en un exoplaneta no garantiza la existencia de vida, pero sí indica que podrían darse las condiciones necesarias para su desarrollo.
Un enigma resuelto, pero quedan preguntas abiertas
Si bien este estudio proporciona una explicación convincente sobre el papel de los volcanes en la oxigenación de la Tierra, aún quedan preguntas por resolver. Por ejemplo, no está claro qué tan frecuentes fueron estas erupciones y si otros factores contribuyeron a la estabilidad del oxígeno en la atmósfera.
Además, los científicos continúan investigando cómo estos eventos afectaron a otros ciclos biogeoquímicos y qué papel desempeñaron en la evolución de la vida en el planeta.
En definitiva, el Gran Evento de Oxidación sigue siendo uno de los episodios más fascinantes de la historia de la Tierra. Gracias a investigaciones como esta, los científicos están cada vez más cerca de comprender cómo nuestro planeta pasó de ser un mundo hostil a un lugar habitable.
—Fuente: Watanabe, Y., Ozaki, K., Harada, M. et al. Mechanistic links between intense volcanism and the transient oxygenation of the Archean atmosphere. Commun Earth Environ 6, 178 (2025). https://doi.org/10.1038/s43247-025-02090-x
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