Una investigación revela cuándo y por qué los antiguos mares tropicales pasaron de ser oasis de oxígeno a zonas marinas muertas, proporcionando pistas sobre la evolución a largo plazo de los entornos oceánicos.
por Sean Grogan, Universidad de Syracuse
Los océanos tropicales, que antaño sirvieron como refugios ricos en oxígeno para las primeras formas de vida complejas de la Tierra, se han convertido en las zonas marinas muertas más grandes del planeta. Esta drástica inversión ocurrió hace cientos de millones de años y los investigadores ahora comienzan a comprender mejor su cronología.
Un nuevo estudio dirigido por el ex estudiante de doctorado de la Universidad de Syracuse, Ruliang He, y coescrito por su asesor, el profesor de ciencias de la Tierra y ambientales Zunli Lu, revela que los antiguos océanos tropicales de la Tierra eran fundamentalmente diferentes de los actuales.
La investigación, publicada en Nature Geoscience , muestra que los niveles de oxígeno marino eran más altos cerca del ecuador que en las latitudes medias durante el Eón Proterozoico, que comenzó hace 2.500 millones de años y terminó hace 539 millones de años.
Los océanos tropicales ricos en oxígeno son exactamente lo opuesto al patrón moderno y este descubrimiento proporciona información sobre cómo el aumento del oxígeno atmosférico transformó la química del océano y preparó el escenario para la evolución animal.
«El océano es vasto y el contenido de oxígeno disuelto varía mucho en diferentes lugares, al igual que las temperaturas en Syracuse y Miami», afirma.
El contenido de oxígeno disuelto en el pasado geológico se solía determinar a partir de registros rocosos de yacimientos individuales. En este estudio, intentamos comprender su patrón de distribución a escala global.
Los autores recopilaron y analizaron un conjunto masivo de datos de mediciones geoquímicas de rocas sedimentarias marinas que abarcan los últimos 2000 millones de años. Utilizando las proporciones de yodo y calcio preservadas en carbonatos antiguos, el equipo reconstruyó los niveles de oxígeno en diferentes latitudes y períodos de tiempo.
«El oxígeno es como un interruptor que determina la forma química del yodo en el agua de mar», dice Lu. «La forma oxidada del yodo se conserva en las rocas carbonatadas depositadas en los océanos globales con el tiempo, escribiendo lentamente un libro de historia del oxígeno que podemos hojear página por página».
] simulado en un modelo del sistema terrestre. Crédito: Nature Geoscience (2026). DOI: 10.1038/s41561-025-01896-w
Un océano invertido
La investigación revela que durante el Eón Proterozoico , cuando el oxígeno atmosférico era muy bajo, las aguas tropicales presentaban las mayores concentraciones de oxígeno. Estas eran esencialmente oasis de oxígeno en un océano por lo demás en gran parte anóxico, sustentados por organismos fotosintéticos que producían oxígeno a una velocidad superior a la que podía ser consumido.
El patrón actual se invierte: las aguas tropicales cálidas retienen menos oxígeno disuelto, mientras que las aguas más frías de latitudes medias pueden contener más. Las surgencias en las regiones tropicales agotan aún más el oxígeno, ya que los organismos lo consumen al descomponer la materia orgánica.
Para comprender los mecanismos que impulsan esta reversión, el equipo de investigación colaboró con Alexandre Pohl, paleoclimatólogo del Centro Nacional de Investigación Científica de Francia. Los experimentos de modelado del sistema terrestre sugieren que el cambio se produjo cuando el oxígeno atmosférico superó un umbral crítico —probablemente alrededor del 1% de los niveles actuales—, lo que reorganizó fundamentalmente la biogeoquímica oceánica.
Los modelos demuestran que, con niveles bajos de oxígeno atmosférico, la biología controla su distribución, y la fotosíntesis crea zonas localizadas ricas en oxígeno. Una vez que el oxígeno atmosférico supera el umbral, los procesos físicos toman el control, lo que da lugar a una distribución de la oxigenación oceánica similar a la moderna.
Un umbral para la vida
Según los datos disponibles, la transición probablemente ocurrió entre 570 y 500 millones de años atrás, inmediatamente antes de uno de los episodios más dramáticos en la historia de la vida: la explosión Cámbrica , cuando la diversidad animal aumentó exponencialmente y los ecosistemas marinos se reestructuraron fundamentalmente.
El estudio sugiere que cruzar el umbral del oxígeno aumentó la disponibilidad general de oxígeno y, por lo tanto, reorganizó el lugar donde la vida dependiente del oxígeno pudo prosperar.
«La comprensión de cómo evolucionó el entorno físico-químico de la Tierra con la biología está lejos de ser completa», afirma Lu. «Con este estudio, abrimos una nueva puerta para explorar esta relación en múltiples dimensiones, no solo a través del tiempo».
Detalles de la publicación
Ruliang He et al., Un gradiente latitudinal inverso de oxígeno oceánico en el Eón Proterozoico, Nature Geoscience (2026). DOI: 10.1038/s41561-025-01896-w
