Hace unos 1.400 millones de años, la evaporación de un lago subtropical en el norte de Ontario dejó atrapadas en cristales de halita pequeñas muestras de la atmósfera terrestre primitiva.
Esas inclusiones fluidas han permanecido prácticamente inalteradas por más de mil millones de años. Su análisis ha permitido reconstruir de forma directa la composición del aire de entonces y aportar información nueva sobre las condiciones que precedieron la aparición de la vida multicelular compleja.
El equipo, encabezado por Justin Park, estudiante de posgrado del Instituto Politécnico Rensselaer (RPI) y dirigido por el profesor Morgan Schaller, Ph.D., logró identificar los gases y fluidos atrapados en los cristales, superando dificultades técnicas que durante décadas dificultaron este tipo de mediciones.
En las conclusiones del estudio, publicadas en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias, Park indica que estos datos ofrecen una instantánea valiosa de un periodo caracterizado por estabilidad y niveles bajos de oxígeno, conocido en la literatura como el “mil millones aburrido”.
“Podría reflejar un breve y transitorio evento de oxigenación en esta larga era que los geólogos llaman en broma el ‘mil millones aburrido’”, explicó Park.
Otros datos del estudio
Según la investigación, durante el Mesoproterozoico la atmósfera contenía apenas alrededor del 3,7% del oxígeno presente hoy, un porcentaje mayor de lo que se estimaba hasta ahora pero aún bajo respecto a niveles modernos, y cercano al umbral requerido para sostener vida animal compleja, cuya aparición definitiva se demoró cientos de millones de años.
Al mismo tiempo, el dióxido de carbono habría sido aproximadamente diez veces más abundante que en la actualidad, lo que compensaría la menor luminosidad del joven Sol y favorecería un clima cálido comparable al actual. Este escenario desafía estimaciones previas que consideraban incompatibles unos niveles tan bajos de oxígeno con una atmósfera rica en CO2.
Los investigadores afrontaron retos técnicos importantes porque las inclusiones contenían tanto burbujas de aire como salmueras, y los gases se comportan de manera distinta en esas fases. Con equipamiento diseñado específicamente en el laboratorio de Schaller, Park pudo sortear esas limitaciones y obtener mediciones más fieles.
“Las mediciones de dióxido de carbono que obtuvo Justin nunca se habían realizado antes. Nunca habíamos podido retroceder en el tiempo a esta era de la historia de la Tierra con este grado de precisión. Estas son muestras reales de aire antiguo”, subrayó Schaller.
El hallazgo plantea una pregunta central: si había más oxígeno del esperado, ¿por qué la vida animal tardó tanto en diversificarse? Park advierte que los resultados reflejan un instante concreto y podrían corresponder a una oscilación transitoria dentro de una etapa mayor de relativa estabilidad, no necesariamente a una condición sostenida durante todo el Mesoproterozoico.
Estimaciones anteriores del CO2, obtenidas por métodos indirectos, proponían valores más bajos y no explicaban la ausencia de glaciaciones importantes en ese periodo. Los nuevos datos directos confirman una atmósfera rica en CO2 y, junto con estimaciones de temperatura derivadas de las propiedades de la sal, apuntan a un clima templado coherente con esos altos niveles de dióxido de carbono.
Simultáneamente, el estudio vincula los niveles de oxígeno detectados con la expansión de las algas rojas, que aparecieron en torno a ese momento y siguen siendo relevantes para la producción global de oxígeno. Schaller sugiere que esta relación podría indicar una complejidad biológica emergente capaz de alterar notablemente la composición atmosférica. “Es posible que lo que capturamos sea en realidad un momento muy emocionante en medio del aburrido billón”, comentó.
La persistencia de bajos niveles de oxígeno y la escasa actividad tectónica caracterizaron este tramo de la historia terrestre y limitaron la diversificación biológica. Para Park, disponer de observaciones directas sobre la atmósfera de esa época es esencial para entender cómo surgieron formas de vida complejas y cómo la composición del aire terrestre evolucionó hasta la actual.
“A pesar de su nombre, tener datos de observación directa de este período es increíblemente importante porque nos ayuda a comprender mejor cómo surgió la vida compleja en el planeta y cómo nuestra atmósfera llegó a ser lo que es hoy”, afirmó Park.
En conjunto, la investigación ofrece una ventana única a condiciones ambientales de un pasado remoto, amplía considerablemente el registro de información disponible sobre la atmósfera antigua y modifica nuestra visión de la evolución climática y biológica durante el prolongado y aparentemente estable Mesoproterozoico.
