Un nuevo estudio muestra que las rocas portadoras de hierro que se formaron en el fondo del océano hace 3.200 millones de años llevan evidencia inequívoca de oxígeno. La única fuente lógica de ese oxígeno es el primer ejemplo conocido de fotosíntesis por organismos vivos, dice la Universidad de Wisconsin-Geocientíficos de Madison.
"La roca de hace 3.400 millones de años mostró que el océano básicamente no contenía oxígeno libre", dice Clark Johnson, profesor de geociencia en UW-Madison y miembro del Instituto de Astrobiología de la NASA. "El trabajo reciente ha demostrado un pequeño aumento en el oxígenoa 3 mil millones de años. Las rocas que estudiamos tienen 3,23 mil millones de años y están bastante bien conservadas, y creemos que muestran signos definitivos de oxígeno en los océanos mucho antes que los descubrimientos anteriores ".
El candidato más razonable para liberar el oxígeno que se encuentra en el óxido de hierro son las cianobacterias, organismos fotosintéticos primitivos que vivieron en el océano antiguo. La evidencia más temprana de vida ahora se remonta a 3.5 mil millones de años, por lo que la fotosíntesis oxigenada podría haber evolucionado relativamente poco después de la vidasí mismo.
Hasta hace poco, la sabiduría convencional en geología sostenía que el oxígeno era raro hasta el "gran evento de oxigenación", hace 2.4 a 2.200 millones de años.
Las rocas en estudio, llamadas jaspe, hechas de óxido de hierro y cuarzo, muestran estrías regulares causadas por cambios en la composición del sedimento que las formó. Para detectar oxígeno, los científicos de UW-Madison midieron los isótopos de hierro con un sofisticado espectrómetro de masas, esperandopara determinar cuánto oxígeno se necesitaba para formar los óxidos de hierro.
"Los óxidos de hierro contenidos en el sedimento profundo y de grano fino que se formó por debajo del nivel de perturbación de las olas formadas en el agua con muy poco oxígeno", dice el primer autor Aaron Satkoski, un científico asistente en el Departamento de Geociencia. Pero la roca más granulosaque se formó a partir de sedimentos poco profundos, agitados por las olas, se ve oxidado y contiene óxido de hierro que requería mucho más oxígeno para formarse.
La evidencia visual fue respaldada por mediciones de isótopos de hierro, dijo Satkoski.
El estudio fue financiado por la NASA y publicado en Letras de la Tierra y de la Ciencia Planetaria .
Las muestras, proporcionadas por el colaborador de la Universidad de Johannesburgo, Nicolas Beukes, eran nativas de una región geológicamente estable en el este de Sudáfrica.
Debido a que las muestras provenían de un solo núcleo de perforación, los científicos no pueden demostrar que la fotosíntesis estaba extendida en ese momento, pero una vez que evolucionó, probablemente se extendió. "Hubo presión evolutiva para desarrollar la fotosíntesis oxigenada", dice Johnson. "Una vez quehacer maquinaria celular que sea lo suficientemente complicada como para hacer eso, su suministro de energía es inagotable. Solo necesita sol, agua y dióxido de carbono para vivir ".
Johnson agregó. Otros organismos desarrollaron formas de fotosíntesis que no liberaban oxígeno, sino que dependían de minerales disueltos en aguas subterráneas calientes, una fuente mucho menos abundante que el agua del océano. Y aunque el oxígeno estuvo definitivamente presente en el océano poco profundo 3.200 millones de añosantes, la concentración solo se estimaba en aproximadamente el 0.1 por ciento de la encontrada en los océanos de hoy.
La confirmación de los resultados del hierro provino de estudios de uranio y sus productos de descomposición en las muestras, dice el coautor Brian Beard, científico principal de UW-Madison. "El uranio solo es soluble en la forma oxidada, por lo que el uranio en elel sedimento tenía que contener oxígeno cuando la roca se solidificó "
Las mediciones del plomo formado a partir de la desintegración radiactiva del uranio mostraron que el uranio entró en la muestra de roca hace 3.200 millones de años. "Esta fue una verificación independiente de que el uranio no se agregó recientemente. Es tan antiguo como la roca; es material original", Dice Beard.
"Estamos tratando de definir la edad en que la fotosíntesis oxigenada por bacterias comenzó a ocurrir", dice. "Las cianobacterias podrían vivir en aguas poco profundas, haciendo fotosíntesis, generando oxígeno, pero el oxígeno no estaba necesariamente en la atmósfera o en el océano profundo".
Sin embargo, la fotosíntesis fue un truco ingenioso, y tarde o temprano comenzó a extenderse, dice Johnson. "Una vez que la vida obtiene la fotosíntesis oxigenada, el cielo es el límite. No hay razón para esperar que no vaya a todas partes".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Wisconsin-Madison . Original escrito por David Tenenbaum. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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