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El papel del metano en la Gran Oxidación de la Tierra

Una novedosa investigación ha puesto de manifiesto que, hace miles de millones de años, la atmósfera de la Tierra estaba cubierta por densas nubes de metano. Estas nubes de metano provocaron que una gran cantidad de hidrógeno abandonara la atmósfera, fenómeno que posibilitó la riqueza de oxígeno que la caracteriza en la actualidad.
El papel del metano en la Gran Oxidación de la Tierra
La investigación efectuada por el proyecto OXYGEN, financiado en parte por la Unión Europea y coordinado por la Universidad de Saint Andrews (Reino Unido), sugiere que hace miles de millones de años la atmósfera de la Tierra estaba cubierta por nubes con una alta concentración de metano durante un lapso de un millón de años aproximadamente. Este metano expulsó una gran cantidad de hidrógeno de la atmósfera, dejando vía libre para que se llenara de cantidades ingentes de oxígeno, lo que dio lugar a una atmósfera mucho más parecida a la que sustenta la vida hoy en día. Antes de esta transformación propiciada por el metano, la atmósfera terrestre era inhóspita dado que estaba repleta de gases tóxicos que provocaban fluctuaciones extremas de las temperaturas en la superficie de la Tierra.

La citada investigación se publicó en la revista «Proceedings of the National Academy of Sciences». En esta colaboración internacional también participaron la Universidad de Maryland (Estados Unidos), el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA (Estados Unidos), la Universidad de Leeds (Reino Unido) y el Instituto de Ciencias Blue Marble Space (Estados Unidos). En su estudio, el equipo de investigación apuntó a un nuevo factor que contribuyó a la Gran Oxidación. Este fenómeno se produjo hace 2 400 millones de años cuando las concentraciones de oxígeno en la atmósfera de la Tierra se tornaron más de 10 000 veces superiores.

«En la transformación de la atmósfera terrestre, ésta pasó de estar formada por una mezcla tóxica a ser acogedora y rica en oxígeno en un instante geológico», comentó James Farquhar, profesor de geología de la Universidad de Maryland y uno de los coautores del estudio. «Con este estudio, finalmente hemos completado la primera panorámica completa sobre el modo en que las nubes de metano provocaron este cambio».

En concreto, los investigadores se sirvieron de registros químicos detallados y de sofisticados modelos atmosféricos para reconstruir las condiciones químicas de la atmósfera durante el periodo inmediatamente anterior a la Gran Oxidación. Sus resultados sugieren que unas bacterias antiguas —la única vida existente en la Tierra por aquel entonces— produjeron cantidades enormes de metano que reaccionaron para cubrir el aire con una densa niebla. Se trata del primer trabajo que muestra la celeridad con la que empezaron estos acontecimientos y hasta qué punto se prolongaron. Por establecer una comparación, una atmósfera de este tipo presenta las condiciones atmosféricas actuales de Titán, el mayor de los satélites de Saturno.

Lo que ha hecho que esta investigación resulte más interesante si cabe es el descubrimiento de patrones anómalos relativos a los isótopos de sulfuro en los registros geoquímicos referentes a este periodo. Estos isótopos se utilizan con frecuencia como indicadores para recrear condiciones atmosféricas de otros periodos, pero las investigaciones previas centradas en este lapso no habían revelado nada demasiado inusual.

«La presencia de unos niveles elevados de metano implican que una cantidad superior de hidrógeno —el gas que evita en mayor medida la acumulación de oxígeno— podría haber escapado al espacio exterior, lo que habría facilitado una oxigenación a escala mundial», afirmó Aubrey Zerkle, científica especializada en biogeoquímica de la Universidad de Saint Andrews y coautora del estudio. «El nuevo conjunto de datos que hemos recopilado constituye el registro de la química atmosférica arcaica de mayor resolución hasta la fecha, y esboza un panorama desolador de las condiciones de la superficie del planeta antes de la oxigenación».

En líneas generales, la capa de metano cubrió la atmósfera durante un millón de años y, una vez que una cantidad suficiente de hidrógeno abandonó la atmósfera, se dieron las condiciones químicas apropiadas y comenzó la oxigenación masiva, lo que propició el desarrollo de formas de vida pluricelulares.

«Recrear la evolución de las condiciones químicas de la atmósfera ha supuesto el objetivo de la investigación geoquímica durante mucho tiempo», aseveró Gareth Izon, autor principal del estudio que contribuyó a la investigación como investigador postdoctoral en la Universidad de Saint Andrews. «Los nuevos datos adquiridos demuestran que la composición de la atmósfera era cambiante y, al menos hasta que se produjo la Gran Oxidación, extremadamente sensible a la regulación biológica».

El proyecto OXYGEN (Quantifying the evolution of Earth's atmosphere with novel isotope systems and modelling), coordinado desde la Universidad de Saint Andrews y dotado con 1,8 millones de euros en financiación de la UE, continuará su labor hasta mayo de 2021.

Para más información, consulte:
Página del proyecto en CORDIS

Fuente: Basado en información del proyecto y en artículos aparecidos en medios de comunicación

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Número de registro: 127961 / Última actualización el: 2017-04-18
Categoría: Avances científicos
Proveedor: ec