Un estudio de más de 200 muestras de sedimentos marinos identifica cómo los diminutos cristales producidos por bacterias pueden revelar las concentraciones de oxígeno que existieron en las profundidades oceánicas durante el pasado geológico.
Redacción: Redacción Noticias de la Tierra
Editor: Eduardo Schmitz
Los restos microscópicos de bacterias que habitaron el fondo de los océanos pueden convertirse en una herramienta para reconstruir las concentraciones de oxígeno de mares antiguos. Un equipo científico encabezado por Rong Huang desarrolló un método basado en minerales magnéticos conservados en sedimentos marinos que permite estimar cuantitativamente cuánto oxígeno contenían las aguas profundas en diferentes períodos de la historia terrestre.
La investigación, publicada en octubre de 2026 en la revista científica Geophysical Research Letters, examinó más de 200 muestras modernas de sedimentos procedentes de distintas cuencas oceánicas. Los investigadores encontraron una relación entre la forma de determinados cristales de magnetita producidos por bacterias y la disponibilidad de oxígeno en el ambiente marino.
El avance ofrece una nueva posibilidad para estudiar la evolución química de los océanos y comprender cómo respondieron sus ecosistemas a condiciones climáticas diferentes de las actuales. Su importancia aumenta ante la preocupación científica por la pérdida de oxígeno en las aguas profundas y sus posibles consecuencias para la vida marina.
Las bacterias que dejan diminutos registros magnéticos
El método aprovecha una característica de las bacterias magnetotácticas, microorganismos capaces de producir pequeños cristales de minerales magnéticos que utilizan para orientarse mediante el campo magnético terrestre.
Estos organismos pueden habitar los primeros centímetros de los sedimentos del fondo marino, donde las condiciones químicas favorecen su actividad. Durante su desarrollo forman estructuras minerales que contienen magnetita, un óxido de hierro con propiedades magnéticas.
Cuando las bacterias mueren, parte de esos cristales puede permanecer conservada en los sedimentos. Con el paso del tiempo, las partículas se incorporan al registro geológico y constituyen lo que los investigadores denominan magnetofósiles.
La particularidad de estos restos es que sus características físicas pueden conservar información sobre las condiciones ambientales existentes cuando fueron producidos.
Hasta ahora, diferentes indicadores geológicos permitían reconstruir variaciones relativas en la oxigenación de los océanos antiguos. Sin embargo, determinar concentraciones absolutas de oxígeno resultaba considerablemente más complicado.
El nuevo trabajo intenta superar esa limitación mediante una calibración basada en muestras actuales, donde las condiciones del agua pueden relacionarse con las características de los minerales encontrados.
Más de 4.500 cristales examinados al microscopio
Para establecer esa relación, los científicos analizaron más de 4.500 granos minerales mediante microscopía electrónica de transmisión, una técnica que permite observar estructuras extremadamente pequeñas.
Los cristales estudiados tenían dimensiones nanométricas, con anchuras del orden de una milésima parte del grosor de un cabello humano.
El análisis reveló diferencias sistemáticas en sus formas dependiendo de la disponibilidad de oxígeno.
En las muestras asociadas con aguas menos oxigenadas aparecía una mayor proporción de cristales delgados y alargados, semejantes a pequeñas balas. Por el contrario, en ambientes con concentraciones superiores de oxígeno eran más frecuentes los cristales de magnetita con geometría cúbica.
Estas diferencias no solamente pueden identificarse mediante observación microscópica. También producen variaciones en las propiedades magnéticas de los minerales, lo que proporciona información adicional para su estudio.
Los resultados permitieron establecer una relación cuantitativa entre las características de los magnetofósiles y la concentración de oxígeno del agua del fondo oceánico.
Una señal que se mantiene bajo distintas condiciones marinas
Uno de los aspectos más relevantes del estudio es que la relación identificada no depende exclusivamente de una combinación particular de condiciones ambientales.
Los investigadores comprobaron que la tendencia hacia una mayor presencia de cristales cúbicos conforme aumenta el oxígeno se mantiene bajo diferentes temperaturas, concentraciones de sal y niveles de carbono orgánico.
Esta estabilidad resulta importante porque las características físicas y químicas del océano varían considerablemente entre regiones y profundidades.
Una herramienta que solamente funcionara bajo condiciones muy específicas tendría aplicaciones limitadas para reconstruir ambientes antiguos. En cambio, la calibración obtenida en distintas cuencas amplía las posibilidades de utilizar los magnetofósiles en investigaciones paleoceanográficas.
El hallazgo complementa otras investigaciones sobre los mecanismos que regulan el oxígeno oceánico. Por ejemplo, estudios recientes han mostrado que la variabilidad climática del Pacífico puede modificar la distribución del oxígeno incluso en regiones marinas alejadas de su origen.
Mientras esas investigaciones examinan cambios registrados en períodos relativamente recientes, el análisis de los magnetofósiles ofrece una vía para investigar condiciones que existieron mucho antes de que comenzaran las observaciones oceanográficas modernas.
Reconstruir el oxígeno de océanos que existieron hace millones de años
La principal aplicación del procedimiento consiste en analizar sedimentos antiguos que conserven cristales de magnetita de origen bacteriano.
Al comparar sus características con la calibración obtenida a partir de muestras modernas, los investigadores podrían estimar las concentraciones de oxígeno presentes en las aguas profundas cuando se formaron esos minerales.
Esto permitiría estudiar cómo evolucionó la oxigenación oceánica durante períodos geológicos caracterizados por temperaturas superiores a las actuales y concentraciones atmosféricas diferentes de dióxido de carbono.
El oxígeno disuelto es esencial para numerosos organismos marinos. Su disponibilidad condiciona la distribución de especies, la actividad de las comunidades biológicas y diversos procesos químicos que ocurren tanto en el agua como en los sedimentos.
En este contexto, investigaciones sobre microorganismos que vivieron en ambientes oceánicos con poco oxígeno también contribuyen a reconstruir las condiciones químicas que caracterizaron diferentes etapas de la historia de la Tierra.
Los magnetofósiles incorporan una perspectiva complementaria: no solamente ofrecen indicios sobre la existencia de determinadas condiciones ambientales, sino que podrían ayudar a asignar valores cuantitativos a la disponibilidad de oxígeno.
Una herramienta para comprender la desoxigenación marina
La pérdida de oxígeno en los océanos constituye una preocupación ambiental relacionada con el calentamiento de las aguas, los cambios en la circulación oceánica y las transformaciones de los ciclos biogeoquímicos.
Sin embargo, conocer la magnitud que estos procesos podrían alcanzar requiere comprender cómo funcionaron los océanos durante otros períodos cálidos de la historia terrestre.
Los registros geológicos ofrecen esa perspectiva temporal, aunque su interpretación depende de la precisión de los indicadores utilizados.
La calibración desarrollada por Huang y sus colaboradores proporciona una nueva referencia para investigar el oxígeno de las aguas profundas a partir de minerales microscópicos.
También puede complementar estudios sobre la relación entre los microorganismos y los ciclos químicos marinos, incluidos aquellos que examinan cómo los microbios oceánicos participan en el reciclaje del carbono.
La aplicación del método a sedimentos antiguos requerirá identificar adecuadamente los cristales de origen bacteriano y evaluar su estado de conservación. La calibración moderna constituye la base del procedimiento, pero no equivale por sí misma a una reconstrucción completa de todos los períodos geológicos.
El trabajo tampoco establece una predicción directa sobre cuánto oxígeno perderán los océanos durante las próximas décadas. Su contribución consiste en proporcionar una herramienta para investigar condiciones del pasado y ampliar la información disponible sobre la evolución de los ambientes marinos.
Con esta aproximación, estructuras minerales de dimensiones extraordinariamente pequeñas podrían convertirse en registros cuantitativos de uno de los componentes fundamentales de los ecosistemas oceánicos: el oxígeno que alcanzaba las profundidades del mar.
Fuentes referenciales:
Geophysical Research Letters – A Multi-Basin Calibration of Magnetofossils as a Quantitative Proxy for Bottom Water Oxygenation
Eos / Phys.org – Measuring deep-ocean oxygen with microscopic magnetic fossils
