Si le gusta el olor de las rosas de primavera, el sonido de los pájaros en verano y los colores del follaje de otoño, debe agradecérselo a la estabilización de la capa de ozono. La capa de ozono, situada en la estratosfera, donde protege a la Tierra de la dañina radiación ultravioleta, desempeña un papel fundamental en la preservación de la biodiversidad del planeta.
Ahora quizá tengamos una mejor idea de por qué eso tardó tanto (más de 2 mil millones de años) en ocurrir.
Según un nuevo estudio dirigido por Yale, la atmósfera primitiva de la Tierra albergó una batalla real entre el yodo y el oxígeno, lo que retrasó efectivamente la creación de una capa de ozono estable que protegería la vida compleja de gran parte de la radiación ultravioleta (UVR) del sol.
La nueva teoría, descrita en un estudio en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences , puede resolver un misterio que ha desconcertado a los científicos durante cientos de años.
«El origen y la diversificación de la vida compleja en la Tierra sigue siendo una de las preguntas más profundas y persistentes en las ciencias naturales», dijo Jingjun Liu, estudiante de doctorado en ciencias de la Tierra y planetarias en Yale y primer autor correspondiente del nuevo estudio.
De hecho, los científicos llevan mucho tiempo preguntándose por qué las plantas terrestres no aparecieron en la Tierra hasta hace 450 millones de años, a pesar de que sus progenitoras, las cianobacterias, ya existían desde hacía 2.700 millones de años. Asimismo, no existen fósiles de animales o plantas terrestres complejos anteriores al Cámbrico (hace entre 541 y 485 millones de años), a pesar de la evidencia de microfósiles mucho más antiguos.
«La única explicación existente sostiene que este retraso es una característica intrínseca de la evolución, que se requiere una enorme cantidad de tiempo», dijo Noah Planavsky, profesor de ciencias terrestres y planetarias, miembro del personal docente del Centro de Captura Natural de Carbono de Yale y autor principal del nuevo estudio. «Sin embargo, esa noción no logra explicar cómo y por qué se originó y se diversificó la vida compleja».
El nuevo estudio sugiere que algo más allá de la necesidad de tiempo fue el responsable: la estabilización tardía de la capa de ozono de la Tierra, causada por las elevadas concentraciones de yodo marino que impidieron la formación de un escudo protector UVR en la atmósfera.
Crédito: Universidad de Yale
La producción de ozono depende del oxígeno atmosférico y de la radiación ultravioleta de fondo. Los científicos han aceptado ampliamente que, una vez que la Tierra alcanzó una concentración sustancial de oxígeno atmosférico, el planeta formó una capa de ozono que permitió que la evolución biológica se desarrollara sin impedimentos.
«Cuestionamos este paradigma al considerar cómo el ciclo evolutivo del yodo de la Tierra puede haber influido en la abundancia y la estabilidad del ozono», dijo Liu.
Para el estudio, un equipo de investigación dirigido por Yale analizó múltiples líneas de evidencia geológica independiente y desarrolló un modelo océano-atmósfera para reconstruir la dinámica yodo-ozono de la Tierra primitiva. Los investigadores descubrieron que durante la mayor parte de la historia de la Tierra prevaleció un elevado contenido de yodo marino (que se forma cuando el yodo se combina con otro elemento para formar una sal), lo que habría provocado importantes emisiones de yodo inorgánico a la atmósfera después del surgimiento del oxígeno, con el potencial de alterar el ozono.
El mecanismo de destrucción del ozono por el yodo es similar al proceso mediante el cual los clorofluorocarbonos (CFC) crearon el agujero de ozono sobre la Antártida. Cuando los CFC experimentan fotólisis, liberan cloro reactivo, que destruye catalíticamente el ozono en la estratosfera, lo que lleva a una reducción de hasta el 50% sobre la Antártida continental en el punto álgido del problema.
«Los ciclos catalíticos de destrucción del ozono impulsados por el yodo siguen un proceso similar y son cinéticamente mucho más rápidos que los que implican el cloro reactivo», dijo Planavsky. «Nuestros cálculos fotoquímicos indican que incluso un aumento moderado de la emisión de yodo inorgánico marino podría dar lugar a una reducción del ozono en toda la atmósfera de decenas o incluso cientos de veces en relación con los niveles actuales».
Liu señaló que, a escala global, los niveles de ozono inestables y bajos probablemente persistieron desde hace 2.400 millones de años hasta hace aproximadamente 500 millones de años.
«Durante este intervalo, incluso con altos niveles de producción de oxígeno, el ozono atmosférico podría haber sido muy bajo y probablemente inestable, lo que llevó a altos flujos periódicos o persistentes de UVR solar en la superficie de la Tierra», dijo Liu.
Dalton Hardisty de la Universidad Estatal de Michigan, James Kasting de la Universidad Estatal de Pensilvania y Mojtaba Fakhraee de Yale son coautores del estudio.
Más información: Jingjun Liu et al, Evolución del ciclo del yodo y la estabilización tardía de la capa de ozono de la Tierra, Actas de la Academia Nacional de Ciencias (2025). DOI: 10.1073/pnas.2412898121
