Oxigenación atmosférica (GOE)
El Gran Evento de Oxigenación (GOE) ocurrió hace ~2 400 Ma. Transformó radicalmente la atmósfera, los océanos y la biosfera — uno de los cambios más drásticos en la historia del planeta.
Atmósfera primitiva
Antes del GOE (Arcaico):
- Sin O₂ libre en atmósfera ni océanos.
- Atmósfera rica en CO₂, N₂, CH₄, vapor de agua.
- Probablemente H₂S, NH₃ en cantidades no triviales.
La vida era anaerobia y obtenía energía por fermentación o quimiosíntesis.
La revolución cianobacteriana
Las cianobacterias desarrollaron fotosíntesis oxigénica:
6 CO₂ + 6 H₂O + luz → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂
El O₂ era, al principio, producto de desecho. Durante cientos de millones de años se fue acumulando.
Por qué el GOE fue lento
El O₂ producido al comienzo se consumía:
- Oxidando hierro disuelto en los océanos (Fe²⁺ → Fe³⁺ → formaciones de hierro bandeado, BIF).
- Oxidando azufre reducido.
- Reaccionando con gases volcánicos.
Solo cuando estos “sumideros” se saturaron, el O₂ empezó a acumularse en la atmósfera — hace ~2,4 Ga.
Consecuencias
Formaciones de hierro bandeado (BIF)
- Depósitos masivos entre ~2,5 y 2,0 Ga.
- Hoy son las principales menas de hierro del mundo.
- Bandas alternantes de hematita/magnetita con sílice.
Catástrofe del oxígeno
- El O₂ era tóxico para la vida anaerobia.
- Gran extinción microbiana.
- Sobrevivientes se adaptaron o se refugiaron en ambientes anóxicos (aún hoy: sedimentos profundos, intestinos).
Surgimiento de eucariotas
- La respiración aerobia (con O₂) es ~18 veces más eficiente que la fermentación.
- Permitió células más grandes y complejas.
- Mitocondrias (bacterias aerobias engullidas por arqueas) → eucariotas. Ver Teoría endosimbiótica.
Capa de ozono
- O₂ + luz UV → O₃ (ozono) en la estratosfera.
- Filtra rayos UV dañinos.
- Posibilita la posterior colonización de tierra firme (no antes del Ordovícico para plantas).
Glaciaciones (Huroniana)
- La oxidación del metano atmosférico (potente gas invernadero) enfrió el planeta.
- Glaciación Huroniana (~2 400 Ma) — una de las más severas.
Oxigenación en dos pasos
El GOE no llevó el O₂ a niveles actuales. Hubo una segunda oxigenación (Neoproterozoica, ~800-540 Ma):
- Subida de O₂ a valores cercanos al actual.
- Coincide con aparición de vida animal compleja.
- Posiblemente causa/efecto de la explosión cámbrica.
Niveles de O₂ a lo largo del tiempo
| Tiempo (Ma) | O₂ atm |
|---|---|
| > 2 400 | < 0,001 % |
| 2 400 - 800 | ~1-10 % |
| 800 - 500 | 10-20 % |
| Carbonífero (~300) | ~35 % (pico) |
| Actual | 21 % |
El pico carbonífero se debe a vastos bosques que enterraron carbono (de ahí los depósitos de carbón).
Evidencias
- BIF (formaciones de hierro bandeado).
- Paleosuelos — los del Arcaico tardío están reducidos; los post-GOE, oxidados (rojos).
- Lutitas negras pierden aporte de Mo/U (móviles solo si hay O₂).
- Isótopos de azufre (fraccionamiento independiente de masa, MIF) desaparece post-GOE.
Repercusiones biológicas a largo plazo
- Vida multicelular compleja solo fue posible con O₂ suficiente.
- Metabolismo aerobio permitió movilidad, depredación, cerebros grandes.
- La fotosíntesis sigue sosteniendo la biosfera hoy.