¿Y si la Gran Oxidación tuvo un origen geológico?

Si uno se interesa por el origen de la vida en Tierra tarde o temprano se encuentra con el fenómeno conocido como la Gran Oxidación, hace unos 2400 millones de años. La Gran Oxidación fue un cambio radical en la atmósfera de la Tierra en el que ésta empezó a contener cantidades importantes de oxígeno o, como dicen los químicos, pasó de ser reductora a oxidante. La vida, tal y como la conocemos hoy día, es consecuencia de la adaptación a esta circunstancia y habrían sido otras formas de vida, las cianobacterias, las que hace 2800 millones de años habrían provocado ese cambio atmosférico al ser las primeras criaturas fotosintéticas capaces de producir oxígeno molecular.

Pero, ¿y si esto, que está en cualquier libro de texto, no hubiera sido así? Un equipo internacional encabezado por Ho-kwang “Dave” Mao, de la Carnegie Institution (EE.UU.), propone otra idea basada en un fenómeno puramente geológico. En este fenómeno solo interviene el agua el hierro y las altas presiones y temperaturas del interior de la Tierra.

Cuando la acción de la tectónica de placas lleva minerales que contienen agua hacia el interior del planeta hasta encontrarse con el núcleo de hierro de la Tierra, las condiciones extremas de presión y temperatura hacen que el hierro tome átomos de oxígeno de las moléculas de agua y libere los átomos de hidrógeno. El hidrógeno escapa a la superficie, pero el oxígeno queda atrapado formando dióxido de hierro cristalino, FeO2, que solo puede existir a estas presiones y temperaturas tan intensas.

Utilizando cálculos teóricos y experimentos de laboratorio para recrear el entorno del límite núcleo-manto, el equipo determinó que el dióxido de hierro puede crearse efectivamente, utilizando para ello una celda de yunque de diamante calentada por láser para exponer los materiales a entre 950 y 1 millón de veces la presión atmosférica normal y 2000 ºC de temperatura.

Los investigadores calculan que se podrían estar transportando 300 millones de toneladas de agua hasta el hierro del núcleo y generando enormes rocas de dióxido de hierro cada año. Estas rocas extremadamente ricas en oxígeno podrían acumularse año tras año por encima del núcleo, creciendo hasta alcanzar tamaños colosales, como los de un continente. Un acontecimiento geológico que calentara estas rocas de dióxido de hierro podría causar una erupción masiva, liberando repentinamente una gran cantidad de oxígeno a la superficie.

Los autores plantean la hipótesis de que si una explosión de oxígeno de este tipo podría inyectar una gran cantidad del gas en la atmósfera de la Tierra, nada impediría que esta fuese la causa de la Gran Oxidación, impulsora de la vida dependiente del oxígeno que conocemos.

Este descubrimiento puede tener muchas más consecuencias para la geoquímica. Esta hidrólisis, el término que los químicos usamos para referirnos a la rotura de la molécula de agua, a alta presión y tempertaura afectaría a la geoquímica desde las profundidades de la Tierra hasta, como hemos visto, la atmósfera. Hay que revisar muchas teorías.

Referencia:

Ho-Kwang Mao et al (2017) When water meets iron at Earth’s core–mantle boundary National Science Review doi: 10.1093/nsr/nwx109

Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance

Este texto es una colaboración del Cuaderno de Cultura Científica con Next

1 Comentario

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Txema M.Txema M.

Recuerdo haber leído el cálculo de cuánto tiempo duraría el oxígeno libre si la fotosíntesis se parara de pronto. No era más de un segundo geológico, poco más tiempo que uno o dos siglos, creo.

Tal vez los autores del estudio tengan razón y el hecho haya ocurrido múltiples veces, pero eso no da razón de la actual composición de la atmósfera, que por lo que sabemos debe su oxígeno a un fenómeno biológico, la fotosíntesis.

Lo que sí me parece sugerente es el hecho catastrófico de una o varias liberaciones masivas de oxígeno en un océano poblado por organismos anaeróbicos. Supondría una debacle de la que saldrían beneficiados aquellos que tuviesen más capacidad de resistirlo. Dado que existen distintos grados de tolerancia al oxígeno, podría suponerse que esta capacidad se hubiese desarrollado en una atmósfera todavía anóxica la mayor parte del tiempo.

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