Un nuevo estudio revela cómo la reutilización intensiva o reciclado de nutrientes en los océanos primitivos provocó las primeras acumulaciones de oxígeno del planeta

Un estudio pionero liderado por el Centro de Astrobiología (CAB), CSIC-INTA, y publicado esta semana en Nature Geoscience ha revelado el mecanismo detrás de los primeros “oasis de oxígeno” de la Tierra: zonas localizadas de agua marina rica en oxígeno que se formaron hace casi 3.000 millones de años, cientos de millones de años antes de que el oxígeno comenzara a acumularse en la atmósfera.

Aunque los científicos ya sabían que estos oasis temporales existían en los océanos del Arcaico, la nueva investigación, liderada por la Dra. Fuencisla Cañadas, investigadora “Marie Skłodowska-Curie” del Centro de Astrobiología, revela qué fue lo que permitió su formación: el intenso reciclado del fósforo en los océanos ricos en hierro de la Tierra.

El equipo internacional de investigación, con la participación de investigadores de España, Francia, Canadá y el Reino Unido, analizó un testigo de perforación de 2.930 millones de años procedente del área de Red Lake, en Ontario (Canadá). Este testigo proviene de la plataforma marina carbonatada más antigua conocida en la Tierra. Los sedimentos, depositados en un entorno marino abierto, conservan valiosas firmas geoquímicas del Eón Arcaico, una época en la que los océanos eran en gran medida anóxicos (sin oxígeno) y ferruginosos (ricos en hierro).

Utilizando técnicas avanzadas—incluyendo la especiación del hierro, la partición de fases de fósforo y el análisis de metales traza sensibles al potencial redox—los investigadores reconstruyeron las condiciones redox y la dinámica de nutrientes de este antiguo sistema marino. Sus resultados demuestran que el fósforo, un nutriente generalmente escaso en los océanos primitivos, fue reciclado de forma intermitente desde los sedimentos hacia la columna de agua durante períodos de enriquecimiento en hierro y sulfuros.

Estos pulsos de nutrientes aportaron fósforo biodisponible, el combustible esencial para las primeras cianobacterias capaces de realizar fotosíntesis oxigénica. El consecuente aumento en el enterramiento de carbono orgánico contribuyó a acumulaciones temporales de oxígeno en aguas superficiales poco profundas, dando lugar a lo que hoy conocemos como “oasis de oxígeno”.

El estudio aporta una nueva perspectiva sobre la coevolución de la biosfera y el entorno terrestre. Al demostrar que la vida y los ciclos de nutrientes sensibles al redox ya estaban estrechamente interconectados hace 2.930 millones de años, los resultados añaden una nueva dimensión a nuestra comprensión de cómo la Tierra se convirtió en un planeta habitable.

Asimismo, esta investigación constituye la primera reconstrucción geoquímica detallada del reciclaje de nutrientes en uno de los oasis de oxígeno más antiguos conocidos, y destaca el poder de combinar sedimentología, biogeoquímica y modelización redox para resolver cuestiones fundamentales sobre los primeros entornos de la Tierra.