Oxígeno, de Donald E. Canfield

La geología distingue tres grandes eones en la historia de la Tierra. El último, el fanerozoico, abarca los últimos 500 millones de años, la quinta parte de todo su recorrido. En él ha sucedido lo necesario para que nuestra vida en la Tierra sea posible. Las plantas se extendieron y después los animales macroscópicos poblaron los océanos y los continentes. Para que eso fuera posible el oxígeno debió alcanzar ciertas tasas antes de aproximarse a la actual, el 21 %. ¿Pero cómo surgió este gas indispensable para la vida, cómo se acumuló, cómo se mantiene? Canfield da las respuestas provisionales que geólogos y químicos están elaborando en la actualidad.

Parece que el gran benefactor de la vida superior, los grandes productores de oxígeno, han sido y son las cianobacterias. “La evolución de las cianobacterias fue el gran acontecimiento en la historia de la vida de la Tierra”, escribe Canfield. Existen desde hace miles de millones de años, evolucionaron, se mezclaron y experimentaron formas diversas, como sucede en todos los organismos, incorporando dos tipos diferentes de organismos fotosintéticos que no producían oxígeno los llamados fotótrofos anoxigénicos y tomando prestados de otros con algunas modificaciones los sistemas productores de pigmentos para hacer la clorofila, antes de empezar a producir oxígeno y nitrato en el océano y hacer posible las grandes cadenas alimentarias de los mares. Más tarde, se asociaron como cloroplastos a las plantas y a las algas. La historia es mucho más compleja. Canfield la explica en detalle. Las cianobacterias existieron en un mundo anóxico y crearon las condiciones para el mundo oxigenado que conocemos.

La gran oxidación de la atmósfera terrestre, GOE, también llamada Catástrofe del Oxígeno, se produjo hace entre 2300 y 2400 millones de años atrás, una forma de vida desapareció y otra nueva surgió. ¿Pero qué sucedió para que en la atmósfera se acumulase en cantidades suficientes para la vida macroscópica? “La Tierra tiene lo que hay que tener para ser un planeta acumulador de oxígeno”, escribe Canfield, está a una distancia justa para ser habitable y tiene una temperatura que hace posible el agua líquida, gracias al ciclo del carbono, los niveles atmosféricos de CO2, la inyección de CO2 desde el manto y el control térmico de la erosión. Eso es posible por otra característica de la Tierra, la tectónica de placas. La Tierra necesitó enfriarse para que la tectónica del planeta se fuese ralentizando, de modo que los gases reductores como el H2, que impedían la acumulación de oxígeno en la atmósfera, disminuyesen su flujo desde el manto. Así es como el oxígeno empezó a acumularse. sin tectónica de placas no habría un suministro continuo de nutrientes para alimentar la vida, el ciclo de sedimentos no tendría lugar, y la materia orgánica y el azufre pirítico fuentes últimas del oxígeno en la atmósfera no sé enterrarían.

Hace 500 millones de años la evolución de las plantas terrestres condujo a una reorganización fundamental del ciclo del carbono. Debido a las peculiaridades de la paleogeografia, se dieron unas tasas altísimas de enterramiento de materia orgánica en los masivos cenagales del carbonífero y principios del pérmico, lo que produjo unos niveles mucho más altos de oxígeno atmosférico, que a su vez tuvo un efecto en cascada sobre la evolución biológica. El ciclo del carbono se estabilizó generando niveles de oxígeno parecidos a los niveles actuales. Es decir, suficiente oxígeno para permitir la erosión química activa de la materia orgánica del azufre piritico en tierra firme. Esa fecha marca la transición desde la vida predominantemente microscópica de la tierra temprana hacia la vida macroscópica del eón fanerozoico, por la oxigenación de los océanos qué traza la emergencia de los animales macroscópicos con motilidad.