Los investigadores se han preguntado durante mucho tiempo por qué el oxígeno floreció en la atmósfera de la Tierra a partir de unos 2.400 millones de años.
Llamado el "Gran Evento de Oxidación", la transición "cambió irreversiblemente los ambientes superficiales en la Tierra y finalmente hizo posible la vida avanzada", dijo Dominic Papineau del Laboratorio de Geofísica de la Institución Carnegie.
Ahora, Papineau es coautor de un nuevo estudio en la revista. Naturaleza, que revela nuevas pistas sobre el misterio en las antiguas rocas sedimentarias.
El equipo de investigación, dirigido por Kurt Konhauser de la Universidad de Alberta en Edmonton, analizó la composición de elementos traza de rocas sedimentarias conocidas como formaciones de hierro en bandas, o BIF, de docenas de diferentes localidades en todo el mundo, con edades comprendidas entre 3.800 y 550 millones de años Las formaciones de hierro en bandas son depósitos únicos y depositados por el agua que a menudo se encuentran en estratos rocosos extremadamente antiguos que se formaron antes de que la atmósfera o los océanos contuvieran abundante oxígeno. Como su nombre lo indica, están hechos de bandas alternas de minerales de hierro y silicato.
También contienen pequeñas cantidades de níquel y otros oligoelementos. Y la historia del níquel, piensan los investigadores, puede revelar un secreto sobre el origen de la vida moderna.
El níquel existe en los océanos de hoy en pequeñas cantidades, pero era hasta 400 veces más abundante en los océanos primordiales de la Tierra. Los microorganismos productores de metano, llamados metanógenos, prosperan en tales entornos, y el metano que liberaron a la atmósfera podría haber evitado la acumulación de gas oxígeno, que habría reaccionado con el metano para producir dióxido de carbono y agua.
Una caída en la concentración de níquel habría llevado a una "hambruna de níquel" para los metanógenos, que dependen de las enzimas a base de níquel para los procesos metabólicos clave. Las algas y otros organismos que liberan oxígeno durante la fotosíntesis utilizan diferentes enzimas, por lo que se habrían visto menos afectados por la hambruna del níquel. Como resultado, el metano atmosférico habría disminuido y las condiciones para el aumento de oxígeno se habrían establecido.
Los investigadores encontraron que los niveles de níquel en los BIF comenzaron a caer hace unos 2.700 millones de años y hace 2.500 millones de años era aproximadamente la mitad de su valor anterior.
“El momento se ajusta muy bien. La caída en el níquel podría haber preparado el escenario para el Gran Evento de Oxidación ”, dijo Papineau. "Y por lo que sabemos sobre los metanógenos vivos, los niveles más bajos de níquel habrían reducido severamente la producción de metano".
En cuanto a por qué el níquel cayó en primer lugar, los investigadores señalan la geología. Durante las primeras fases de la historia de la Tierra, mientras su manto estaba extremadamente caliente, las lavas de las erupciones volcánicas habrían sido relativamente altas en níquel. La erosión habría arrastrado el níquel al mar, manteniendo altos los niveles. Pero a medida que el manto se enfriaba y la química de las lavas cambiaba, los volcanes arrojaban menos níquel, y menos habría encontrado su camino hacia el mar.
"La conexión de níquel no era algo que nadie hubiera considerado antes", dijo Papineau. "Es solo un oligoelemento en el agua de mar, pero nuestro estudio indica que puede haber tenido un gran impacto en el medio ambiente de la Tierra y en la historia de la vida".
Fuente: Carnegie Institution for Science, a través de Eurekalert.
