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El oxígeno podría haber disparado el estallido de la biodiversidad

Geólogos de la Universidad Estatal de Ohio y sus colegas han descubierto pruebas de cuándo la Tierra pudo soportar por primera vez una atmósfera rica en oxígeno similar a la que respiramos hoy día.

¿El oxígeno disparó la biodiversidad?

El estudio sugiere que los trastornos en la corteza terrestres iniciados por un efecto invernadero inverso hace 500 millones de años que enfrió los océanos de la Tierra, generó el florecimiento de plancton gigante, y envió ráfagas de oxígeno a la atmósfera.

Este oxígeno pudo haber ayudado a disparar uno de los mayores crecimientos de la biodiversidad en la historia de la Tierra.

Matthew Saltzman, profesor asociado de Ciencias de la Tierra en la Universidad Estatal de Ohio, informó de los hallazgos el domingo en la reunión de la Sociedad Geológica Americana en Denver .

Durante una década, él y su equipo han estado encajando pruebas del cambio climático que tuvo lugar hace 500 millones de años, durante el final del periodo Cámbrico. Midieron las cantidades de distintos compuestos químicos en núcleos rocosos recogidos por todo el mundo, para reconstruir una compleja cadena de eventos del periodo.

Sus últimas medidas, tomadas de núcleos del centro de los Estados Unidos y el interior de Australia, revelaron nuevas pruebas de un evento geológico llamado Excursión de Isótopos de Carobo Positivos del Esteptoeano (SPICE).

Las cantidades de carbono y azufre de las rocas sugieren que el evento enfrió drásticamente el clima de la Tierra durante unos dos millones de años – un tiempo muy corto para los estándares geológicos. Antes del evento, la Tierra era un invernadero, con 20 veces más dióxido de carbono en la atmósfera que hoy. Tras esto, el planeta se enfrió y el dióxido de carbono se reemplazó con oxígeno. La composición climática y atmosférica habría sido similar a la de hoy.

“Si pudiésemos volver atrás en el tiempo y pasear por los finales del Cámbrico, parecer que sería la primera vez que nos sentiríamos como en casa”, dijo Saltzman. “Por supuesto, no había vida en tierra en esa época, por lo que no habría sido tan confortable”.

La tierra carecía de plantas y animales, toda la vida estaba en el océano, principalmente en forma de plancton, esponjas y trilobites. La mayor parte de los primeros ancestros de las plantas y animales que conocemos hoy existieron durante el Cámbrico, pero la vida no era tan diversa.

Entonces, durante el periodo Ordovícico, el cual comenzó aproximadamente hace 490 millones de años, comenzaron a brotar muchas especies comenzaron. El primer arrecife de coral se formó durante esa época, y el primer pez verdadero nadó entre ellos. Nuevas plantas evolucionaron y comenzaron a colonizar la tierra.

“Si dibujas el “árbol de la vida” evolutivo, la mayor parte de las ramas principales existían durante el Cámbrico, pero la mayor parte de las ramas menores no se completaron hasta el Ordovícico”, dijo Saltzman. “Ahí es cuando la vida animal comenzó verdaderamente a desarrollarse a nivel de familia y género”. Los investigadores llaman a esta diversificación la “radiación Ordovícica”.

La composición de la atmósfera ha cambiado muchas veces desde entonces, pero el cambio durante el Cámbrico es notable. Por esto es por lo que Saltzman y sus colegas se refieren a esta súbito aumento de oxígeno durante el evento SPICE como un “pulso” o “estallido”.

“Tras este pulso de oxígeno, el mundo permaneció con un clima cálido esencialmente estable, hasta finales del Ordovícico”, dijo Saltzman.

Se detuvo antes de decir que la atmósfera rica en oxígeno causó la radiación del Ordovícico.

“Sabemos que el oxígeno fue liberado durante el evento SPICE, y sabemos que persistió en la atmósfera durante millones de años – durante la radiación del Ordovícico – por lo que las líneas temporales parecen encajar. Pero decir que el evento SPICE disparó la diversificación es delicado, dado que es difícil decir cuándo comenzó exactamente la diversificación”, dijo.

“Necesitaríamos trabajar con paleobiólogos para comprender cómo el incremento del nivel de oxígeno pudo llevar a la diversificación. Enlazar los dos eventos en el tiempo siempre será difícil, pero si podemos lograrlo conceptualmente, entonces se convertiría en una historia más convincente”.

Los investigadores han estado tratando de comprender el repentino cambio climático durante el periodo Cámbrico desde que Saltzman halló la primera prueba del evento SPICE en rocas del oeste americano en 1998. Más tarde, rocas de un lugar de Europa apoyaron esta hipótesis, pero estos últimos hallazgos en la región central de Iowa y Queensland, Australia, demuestran que el evento SPICE tuvo lugar a nivel mundial.

Durante el periodo Cámbrico, la mayor parte de los continentes tal y como los conocemos hoy estaban sumergidos o eran parte del supercontinente Gondwana, explicó Saltzman. La actividad tectónica envió nuevas rocas a la superficie, donde fueron erosionadas inmediatamente por la lluvia ácida. Tal desgaste químico capturó dióxido de carbono del aire, atrapando el carbono en sedimentos, y liberando oxígeno – un tipo de efecto invernadero inverso.

“A partir de nuestros trabajos previos, sabíamos que el carbono fue capturado y se liberó oxígeno durante el evento SPICE, pero no sabíamos con seguridad que el oxígeno permaneció en la atmósfera”, dijo Saltzman.

Compararon las medidas de carbono inorgánico – capturado durante el desgaste – con carbono orgánico – producido por plancton durante la fotosíntesis. Y debido a que el plancton contiene distintas razones en los isótopos de carbono dependiendo de la cantidad de oxígeno en el aire, los geólogos fueron capaces de comprobar por dos vías sus estimaciones de cuánto oxígeno se liberó durante este periodo, y cuánto tiempo permaneció en la atmósfera.

También estudiaron los isótopos de azufre, para determinar si se recapturaron grandes cantidades de oxígeno en los sedimentos.

No lo fueron.

Saltzman explicó la cadena de eventos de esta forma: La actividad tectónica llevó a un desgaste incrementado, lo cual atrapó dióxido de carbono de la atmósfera y enfrió el clima. Entonces, cuando los océanos se enfriaron a unas temperaturas más hospitalarias, el plancton prosperó – y creí más oxígeno a través de la fotosíntesis.

“Fue un golpe doble”, dijo. “En realidad no quedaron dudas de eso cuando combinamos los datos de carbono e isótopos de azufre – los niveles de oxígeno se elevaron drásticamente durante esa época”.

¿Qué nos dice este evento sobre el cambio climático de hoy? “Los niveles de oxígeno se han mantenido estables durante los últimos 50 millones de años, pero han fluctuado a lo largo de los últimos 500 millones”, dijo Saltzman. “Desmotramos que el estallido de oxígeno a finales del periodo Cámbrico tuvo lugar a lo largo de sólo dos millones de años, por lo que es un indicio de la sensibilidad del ciclo del carbono y cómo de rápido pueden cambiar las cosas”.

El enfriamiento global pudo haber disparado la vida a principios del periodo Ordovícico, pero hace unos 450 millones de años, más actividad tectónica – muy probablemente, el surgimiento de los Montes Apalaches – nos llevaron a una nueva edad de hielo letal. Por lo que la mayor parte de las especies de plantas y animales del mundo que nacieron durante el periodo Ordovícico, al final del mismo, más de la mitad de ellas se habían extinguido.

Los coautores del estudio incluyen a Seth Young, estudiante graduado en Ciencias de la Tierra en Ohio State; Ben Gill, estudiante graduado, y Tim Lyons, profesor de Ciencias de la Tierra, ambos de la University de California en Riverside; Lee Kump, profesor de Geociencias en la Universidad Estatal de Pennsylvania; y Bruce Runnegar, profesor de Paleontología en la Universidad de California en Los Ángeles.

Esta entrada fue escrita el Domingo, 4 de Noviembre de 2007 a las 10:06 am y archivada en Biologí­a, Ciencia General, Historia. Puedes seguir cualquier respuesta a esta entrada a través del feed RSS 2.0. Puedes dejar una respuesta, o trackback desde tu propio sitio web.