Un análisis de 1.200 millones de años vincula el registro mineral con la formación de montañas, la expansión de las plantas terrestres y la oxigenación del planeta
Redactor: Camila Herrera R.
Editor: Karem Díaz S.
Un equipo internacional encabezado por investigadores de la Universidad Estatal de Michigan descubrió que el hierro conservado en rocas y sedimentos antiguos registra mucho más que la oxigenación de los océanos y la atmósfera. Sus variaciones también reflejan grandes episodios de formación de montañas y la posterior expansión de las plantas sobre los continentes.
El estudio, publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences, reconstruyó la evolución del ciclo superficial del hierro durante los últimos 1.200 millones de años. Los resultados amplían el valor de este elemento como indicador de los procesos geológicos, químicos y biológicos que transformaron el planeta.
El trabajo fue desarrollado por Dalton Hardisty, de la Universidad Estatal de Michigan, junto con científicos de la Universidad de Hamburgo y la Escuela Politécnica Federal de Zúrich. El equipo empleó información del proyecto Sedimentary Geochemistry and Paleoenvironments, una base de datos que reúne análisis geoquímicos de rocas sedimentarias de diferentes edades y regiones.
El hierro ayudó a reconstruir la oxigenación del planeta
Durante buena parte de la historia terrestre, los océanos contenían grandes cantidades de hierro disuelto. En ambientes con poco oxígeno, este elemento reaccionaba con el azufre y formaba pirita. Cuando los primeros microorganismos fotosintéticos comenzaron a liberar oxígeno, el hierro también se oxidó y produjo minerales como la hematita.
La transición entre minerales asociados con condiciones pobres en oxígeno y óxidos de hierro ha permitido a los geólogos identificar cambios en la composición de los mares y la atmósfera. Las formaciones de hierro bandeado conservadas en la región del lago Superior, entre Michigan y Minnesota, constituyen uno de los ejemplos más visibles de ese registro.
El papel de estos depósitos también aparece en investigaciones sobre cómo los microorganismos contribuyeron a enriquecer de oxígeno la atmósfera terrestre. Sin embargo, el nuevo estudio indica que interpretar toda variación del hierro únicamente como una señal de oxigenación puede ocultar otros procesos decisivos.
Los continentes aportaron más hierro de lo estimado
El análisis confirmó que, en la parte más antigua del periodo examinado, la distribución del hierro en los sedimentos marinos estuvo dominada por las condiciones de baja concentración de oxígeno. Con el paso del tiempo, la erosión continental y el transporte de materiales desde la tierra adquirieron una influencia creciente.
Los investigadores encontraron que los continentes desempeñaron un papel subestimado como proveedores de hierro hacia los océanos. Parte de ese material, liberado por la meteorización de las rocas, era transportado mediante ríos y posteriormente depositado en ambientes marinos, donde podía formar pirita o combinarse con otros componentes de los sedimentos.
Esta lectura más amplia coincide con la evidencia de que la meteorización de las rocas ha intervenido en la regulación del clima antiguo. Las reacciones químicas entre minerales, agua, oxígeno y dióxido de carbono modifican el paisaje y conectan los continentes con los ciclos biogeoquímicos del océano.
La formación de montañas dejó una señal mineral
Los principales aumentos del hierro registrados durante los últimos 500 millones de años coincidieron con grandes episodios orogénicos. Cuando las colisiones tectónicas elevan cordilleras, exponen nuevas superficies rocosas al aire, la lluvia y los cambios de temperatura, acelerando su desgaste físico y químico.
Entre los acontecimientos identificados se encuentra la orogenia varisca, asociada con procesos tectónicos que contribuyeron a la formación del supercontinente Pangea. El aumento de la elevación del terreno, combinado con una atmósfera ya oxigenada, favoreció la meteorización de rocas ricas en hierro y su traslado hacia los océanos.
El hallazgo refuerza la utilidad de los minerales como archivos de la evolución planetaria. La diversidad y antigüedad de estos materiales, abordadas también en el estudio sobre los distintos procesos que originaron los minerales terrestres, permiten rastrear transformaciones ocurridas mucho antes de la existencia de registros instrumentales.
Las plantas modificaron el transporte del hierro
La expansión de la vegetación terrestre añadió otra fuerza al ciclo. Las raíces liberan compuestos que ayudan a descomponer rocas y sedimentos, dejando disponible el hierro contenido en ellos. Al mismo tiempo, estabilizan los suelos y los lechos fluviales, lo que prolonga el contacto del mineral con el agua y el oxígeno.
Ese tiempo adicional favorece la formación de óxidos de hierro que posteriormente pueden ser movilizados por los ríos. De esta manera, la colonización vegetal de los continentes no solo transformó los ecosistemas terrestres, sino que también alteró el suministro de minerales hacia los ambientes marinos.
La conexión entre continentes, océanos y oxígeno resulta relevante para interpretar episodios ambientales posteriores. Los registros sedimentarios han permitido determinar, por ejemplo, que la pérdida de oxígeno oceánico precedió a una extinción masiva, aunque cada archivo geológico debe analizarse considerando simultáneamente la química marina y los aportes procedentes de tierra firme.
Una herramienta ampliada para estudiar el cambio ambiental
Los autores no descartan el uso tradicional del hierro como indicador de la oxigenación. Su propuesta consiste en incorporar la formación de montañas, la meteorización continental y la actividad de las plantas al interpretar sus variaciones en rocas y sedimentos.
Esta perspectiva permite distinguir mejor qué procesos controlaron el ciclo del hierro en diferentes etapas geológicas. También ofrece una base para estudiar cómo los cambios actuales de temperatura, precipitación, erosión y cobertura vegetal podrían modificar el transporte de minerales entre los continentes y los océanos.
Fuentes referenciales:
Phys.org
Universidad Estatal de Michigan
Proceedings of the National Academy of Sciences
