Se cree que la atmósfera de la Tierra ha sido rica en oxígeno durante unos 2.500 millones de años debido a un aumento relativamente rápido de microorganismos capaces de realizar la fotosíntesis. Los investigadores, incluidos los de la Universidad de Tokio, proporcionan un mecanismo para explicar los eventos precursores de oxigenación, o «soplos», que pueden haber abierto la puerta para que esto ocurriera.
Sus hallazgos, publicados en Communications Earth & Environment , sugieren que la actividad volcánica alteró las condiciones lo suficiente como para acelerar la oxigenación, y las bocanadas son una indicación de que esto está sucediendo.
El aire está compuesto principalmente de nitrógeno inerte y el oxígeno solo representa el 21%. Pero esto no siempre ha sido así; varias extinciones masivas corresponden a momentos en los que esta cifra cambió drásticamente. Si nos remontamos más atrás, hace unos 3.000 millones de años, apenas había oxígeno. Entonces, ¿qué cambió y cómo sucedió?
El consenso científico es que hace unos 2.500 millones de años tuvo lugar el Gran Evento de Oxigenación (GOE), probablemente debido a una proliferación de microorganismos que aprovecharon las condiciones favorables y enfrentaron poca competencia.
En esencia, habrían convertido la atmósfera rica en dióxido de carbono en una rica en oxígeno, y a partir de ahí surgió la vida compleja, que favoreció esta nueva abundancia de oxígeno. Pero parece que hubo algunos eventos precursores de oxigenación antes del GOE que pueden indicar la naturaleza exacta y el momento de los cambios en las condiciones necesarias para que comenzara el GOE.
«La actividad de los microorganismos en el océano desempeñó un papel central en la evolución del oxígeno atmosférico. Sin embargo, creemos que esto no habría llevado inmediatamente a la oxigenación atmosférica porque la cantidad de nutrientes como el fosfato en el océano en ese momento era limitada, lo que restringía la actividad de las cianobacterias, un grupo de bacterias capaces de realizar la fotosíntesis», dijo el profesor Eiichi Tajika del Departamento de Ciencias de la Tierra y Planetarias de la Universidad de Tokio.
«Es probable que hayan sido necesarios algunos acontecimientos geológicos de gran magnitud para sembrar los océanos de nutrientes, incluido el crecimiento de los continentes y, como sugerimos en nuestro artículo, una intensa actividad volcánica, que sabemos que ocurrió».
Tajika y su equipo utilizaron un modelo numérico para simular aspectos clave de los cambios biológicos, geológicos y químicos durante el eón Arcaico tardío (hace 3.000 a 2.500 millones de años) de la historia geológica de la Tierra.
Descubrieron que la actividad volcánica a gran escala aumentaba el dióxido de carbono atmosférico , calentando así el clima, y aumentaba el suministro de nutrientes al océano, alimentando así la vida marina , lo que a su vez aumentaba temporalmente el oxígeno atmosférico. Sin embargo, el aumento de oxígeno no era muy constante y aparecía y desaparecía en ráfagas que ahora se conocen como bocanadas.
«Comprender las bocanadas es fundamental para determinar el momento de aparición de los microorganismos fotosintéticos. Las apariciones se infieren a partir de las concentraciones de elementos sensibles a los niveles de oxígeno atmosférico en el registro geológico», dijo el investigador visitante asociado Yasuto Watanabe.
«El mayor desafío fue desarrollar un modelo numérico que pudiera simular el comportamiento complejo y dinámico de los ciclos biogeoquímicos en condiciones del Arcaico tardío. Nos basamos en nuestra experiencia compartida utilizando modelos similares para otros tiempos y propósitos, refinando y acoplando diferentes componentes para simular el comportamiento dinámico del sistema terrestre del Arcaico tardío después de los eventos volcánicos volátiles».
Más información: Yasuto Watanabe et al, Vínculos mecanísticos entre el volcanismo intenso y la oxigenación transitoria de la atmósfera del Arcaico, Communications Earth & Environment (2025). DOI: 10.1038/s43247-025-02090-x
