La atmósfera respirable de la Tierra es clave para la vida, y un nuevo estudio sugiere que el primer estallido de oxígeno fue agregado por una serie de erupciones volcánicas provocadas por la tectónica.
El estudio realizado por geocientíficos de la Universidad de Rice ofrece una nueva teoría para ayudar a explicar la aparición de concentraciones significativas de oxígeno en la atmósfera de la Tierra hace unos 2.500 millones de años, algo que los científicos llaman el Gran Evento de Oxidación GOE. La investigación aparece esta semana Geociencia de la naturaleza .
"Lo que lo hace único es que no solo se trata de explicar el aumento de oxígeno", dijo el autor principal del estudio James Eguchi, becario postdoctoral de la NASA en la Universidad de California, Riverside, quien realizó el trabajo para su tesis doctoral.en Rice ". 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 relativamente poco tiempo después del evento de oxidación. Estamos tratando de explicar cada uno de los que tienenun mecanismo único que involucra el interior profundo de la Tierra, la tectónica y la desgasificación mejorada del dióxido de carbono de los volcanes ".
Los coautores de Eguchi son Rajdeep Dasgupta, un geoquímico experimental y teórico y profesor en el Departamento de Ciencias de la Tierra, Ambientales y Planetarias de Rice, y Johnny Seales, un estudiante graduado de Rice que ayudó con los cálculos del modelo que validaron la nueva teoría.
Los científicos han señalado durante mucho tiempo la fotosíntesis, un proceso que produce oxígeno residual como una fuente probable de aumento de oxígeno durante el GOE. Dasgupta dijo que la nueva teoría no descarta el papel que desempeñaron los primeros organismos fotosintéticos, las cianobacterias, enel GOE.
"La mayoría de las personas piensan que el aumento de oxígeno estaba relacionado con las cianobacterias, y no están equivocadas", dijo. "La aparición de organismos fotosintéticos podría liberar oxígeno. Pero la pregunta más importante es si el momento de esa aparición se alinea conel momento del Gran Evento de Oxidación. Como resultado, no lo hacen "
Las cianobacterias estaban vivas en la Tierra hasta 500 millones de años antes del GOE. Si bien se han ofrecido varias teorías para explicar por qué podría haber tardado tanto en aparecer el oxígeno en la atmósfera, Dasgupta dijo que no está al tanto de ningunaque simultáneamente trataron de explicar un cambio marcado en la proporción de isótopos de carbono en minerales de carbonato que comenzó aproximadamente 100 millones de años después del GOE. Los geólogos se refieren a esto como el Evento Lomagundi, y duró varios cientos de millones de años.
Uno de cada cien átomos de carbono es el isótopo carbono 13, y los otros 99 son carbono 12. Esta relación de 1 a 99 está bien documentada en carbonatos que se formaron antes y después de Lomagundi, pero los que se formaron durante el evento tienenaproximadamente un 10% más de carbono-13.
Eguchi dijo que la explosión en las cianobacterias asociadas con el GOE ha sido vista por mucho tiempo como un papel en Lomagundi.
"Las cianobacterias prefieren tomar carbono 12 en relación con el carbono 13", dijo. "Entonces, cuando comienzas a producir más carbono orgánico, o cianobacterias, el depósito del que se producen los carbonatos se agota en carbono 12."
Eguchi dijo que la gente trató de usar esto para explicar Lomagundi, pero el tiempo nuevamente fue un problema.
"Cuando realmente observa el registro geológico, el aumento en la relación carbono-13-carbono-12 en realidad ocurre hasta 10s de millones de años después del aumento de oxígeno", dijo. "Entonces se hace difícilexplicar estos dos eventos a través de un cambio en la relación de carbono orgánico a carbonato "
El escenario al que llegaron Eguchi, Dasgupta y Seales para explicar todos estos factores es :
"Es una especie de gran proceso cíclico", dijo Eguchi. "Creemos que la cantidad de cianobacterias aumentó hace alrededor de 2.400 millones de años. Eso impulsaría nuestro aumento de oxígeno. Pero el aumento de las cianobacterias se equilibra con el aumento de los carbonatosDe modo que la relación carbono-12-carbono-13 no cambia hasta que los carbonatos y el carbono orgánico, de las cianobacterias, se subducen profundamente en la Tierra. Cuando lo hacen, la geoquímica entra en juego, causando estas dos formas de carbono.para residir en el manto durante diferentes períodos de tiempo. Los carbonatos se liberan mucho más fácilmente en los magmas y se liberan a la superficie en un período muy corto. Lomagundi comienza cuando el primer carbono enriquecido en carbono 13 de los carbonatos regresa a la superficie,y termina cuando el carbono orgánico enriquecido en carbono 12 regresa mucho más tarde, reequilibrando la relación ".
Eguchi dijo que el estudio enfatiza la importancia del papel que pueden desempeñar los procesos profundos de la Tierra en la evolución de la vida en la superficie.
"Proponemos que las emisiones de dióxido de carbono fueron muy importantes para esta proliferación de la vida", dijo. "Realmente está tratando de vincular cómo estos procesos más profundos han afectado la vida de la superficie en nuestro planeta en el pasado".
Dasgupta también es el investigador principal en un esfuerzo financiado por la NASA llamado Planetas CLEVER que está explorando cómo los elementos esenciales para la vida podrían unirse en exoplanetas distantes. Dijo que comprender mejor cómo la Tierra se hizo habitable es importante para estudiar la habitabilidad y su evolución en lugares distantesmundos
"Parece que la historia de la Tierra exige que la tectónica juegue un papel importante en la habitabilidad, pero eso no significa necesariamente que la tectónica sea absolutamente necesaria para la acumulación de oxígeno", dijo. "Puede haber otras formas de construir ymantener el oxígeno y explorarlos es una de las cosas que estamos tratando de hacer en los planetas CLEVER ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Rice . Original escrito por Jade Boyd. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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