Cristales indican que la Tierra primitiva era una “esponja” para el oxígeno

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Un nuevo estudio sugiere que el oxígeno de las cianobacterias cambió la química de la Tierra hace 3.400 millones de años—, mucho antes del Gran Evento de Oxidación.

Se cree que cianobacterias como estas fueron los primeros organismos de la Tierra en producir oxígeno. Crédito: James Golden, División de Ciencias Biológicas de la Universidad de California en San Diego/Flickr, CC BY-NC-SA 2.0

En un artículo publicado ayer en Eos.org, con la firma de Tom Metcalfe, se indica que la Tierra actuó como una esponja geológica para el oxígeno durante más de mil millones de años antes de la Gran evento de oxidación (GOE) ocurrió hace unos 2.300 millones de años, según una nueva investigación. Los geólogos habían sospechado durante mucho tiempo que las bacterias producían cantidades limitadas de oxígeno gaseoso en la Tierra antes del GEO, un punto de inflexión que transformó la atmósfera primordial libre de oxígeno para siempre en la envoltura que sustenta la vida que existe hoy. Pero un nuevo estudio publicado en Nature Geoscience es el primero en establecer hace cuánto tiempo aquel oxígeno comenzó a ser absorbido por procesos geológicos en el manto terrestre.

El manto de la Tierra primitiva contenía una cierta cantidad de oxígeno, explicó el geólogo Hugo Souza Moreira de la Universidad de Portsmouth en el Reino Unido. Los primeros olores de oxígeno gaseoso provenientes de colonias de cianobacterias fotosintetizadoras finalmente se sumaron al oxígeno en el manto terrestre y pueden rastrearse a través de las inclusiones en algunos cristales de circón, dijo el investigador.

Un poco de oxígeno hizo una gran diferencia

Inicialmente, la cantidad de oxígeno atmosférico era muy pequeña, pero “ese poco oxígeno hacía una gran diferencia” porque el oxígeno era muy raro en otras partes del medio ambiente, dijo Souza Moreira. Estos primeros rastros de oxígeno en la atmósfera se consumieron rápidamente en reacciones químicas a través de la erosión oxidativa o reacciones con las capas externas de rocas en la superficie. Ese proceso, a su vez, resultó en más oxígeno dentro del manto de la Tierra cuando las rocas superficiales fueron arrastradas hacia abajo por procesos geológicos tempranos similares a la subducción moderna, en la que una placa tectónica se desliza debajo de otra.

“La discrepancia entre cómo evoluciona el manto por sí solo y cómo evoluciona el manto con la adición de oxígeno [atmosférico] se puede resolver” mediante el examen de las inclusiones en algunos cristales de circón, dijo Souza Moreira.

Estudiando los sanukitoides
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Moreira es el primer autor del nuevo estudio, que examinó cristales de circón de rocas ígneas de grano grueso llamadas sanukitoides que se encuentran en cratones—regiones geológicas cercanas a los centros de muchos continentes modernos que los geólogos consideran sus núcleos antiguos. Los sanukitoides sirven como una ventana geoquímica hacia la formación de cratones y con frecuencia contienen cristales de circón con inclusiones atrapadas de apatita, un mineral a base de fósforo. Estas inclusiones de apatita también pueden incluir trazas de azufre, y el estado de oxidación del azufre indica la cantidad de oxígeno en el manto cuando se formaron las apatitas. Los circones también contienen uranio, que se desintegra radiactivamente a un ritmo conocido, lo que significa que las pruebas pueden determinar exactamente cuándo se formaron los cristales de circón, a menudo con una precisión de aproximadamente un millón de años. “Estos minerales son realmente emocionantes para los científicos, ya que son esencialmente cápsulas del tiempo”, dijo Souza Moreira.

Como resultado, el nuevo estudio establece tanto la fecha de un sanukitoide como su estado de oxidación en el momento de su formación. Analiza las regiones del sub-arco del manto —lugares del manto superior que alguna vez estuvieron debajo de volcanes activos— porque los investigadores teorizan que serían las más afectadas por la oxidación superficial. Pero las implicaciones más amplias del estudio se aplican a todo el manto, extendiéndose hasta el núcleo de la Tierra, porque los geólogos creen que las rocas creadas en las regiones del sub-arco circulan en el tiempo geológico hacia regiones mucho más profundas.

La gran oxidación
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Hace miles de millones de años, la mayoría de los microbios eran anaeróbicos y producían energía mediante el consumo de hierro y otros minerales en aguas poco profundas y alrededor de fuentes hidrotermales.

La evolución de la fotosíntesis por cianobacterias supuso un avance importante. Liberó la vida de su dependencia de procesos anaeróbicos para obtener energía y permitió que las cianobacterias crecieran en colonias cada vez más grandes, dondequiera que hubiera agua y luz solar. Con el tiempo —hace aproximadamente 2.300 millones de años, según el nuevo estudio— el oxígeno emitido por las cianobacterias como subproducto se acumuló en la atmósfera y causó el Gran Evento de Oxidación, (también llamado Catástrofe de Oxígeno, Crisis de Oxígeno, Holocausto de Oxígeno o Revolución de Oxígeno) fue una de las primeras consecuencias de la extinción masiva de microbios anaeróbicos, que no podían tolerar el oxígeno. Pero la nueva atmósfera rica en oxígeno dio lugar a una vida compleja que respiraba oxígeno.

El nuevo estudio de Souza Moreira y sus colegas determina que el manto terrestre ya reaccionaba a los olores de oxígeno en la atmósfera provenientes de las cianobacterias hace 3.400 millones de años—más de mil millones de años antes del GEO. Los investigadores observaron un aumento significativo en la actividad del oxígeno en el manto hace entre 3.400 y 3.000 millones de años, lo que indica que este proceso había comenzado en ese momento —mucho antes de lo que la mayoría de los científicos pensaban.

El geólogo Richard Palin de la Universidad de Oxford, que no participó en el estudio, calificó el trabajo como un “enfoque inteligente” a la cuestión de datar los primeros rastros de oxígeno atmosférico de las cianobacterias. Palin estudia rocas de la https://es.wikipedia.org/wiki/Arcaico_(geolog%C3%ADa)[era arcaica]() de la Tierra, que tienen entre 4 mil millones y 2,5 mil millones de años y se formaron antes del GEO, durante el período cubierto por el estudio.

Palin dijo a Eos que su principal cuestionamiento fue que el tamaño de la muestra de rocas sanukitoides utilizada en el estudio era relativamente pequeño —sólo 14 muestras de rocas de todo el mundo, lo que produjo un total de 72 cristales de circón y 39 inclusiones de apatita. “El conjunto de datos es bastante escaso”, dijo, aunque reconoció que será difícil encontrar mejor evidencia: “Los sanukitoides son raros …Si fueran más abundantes, se podría hacer un estudio más completo”, concluyó.

Citas
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—Tom Metcalfe (@HHAspasia), Science Writer

Citation: Metcalfe, T. (2026), Crystals indicate early Earth was a “sponge” for oxygen, Eos, 107, https://doi.org/10.1029/2026EO260367. Published on 13 November 2026. Text © 2026. The authors. CC BY-NC-ND 3.0 Except where otherwise noted, images are subject to copyright. Any reuse without express permission from the copyright owner is prohibited.

El estudio Progressive oxidative weathering raised sub-arc mantle fugacity on the Archaean Earth (La erosión oxidativa progresiva aumentó la fugacidad del manto del subarco en la Tierra arqueana) fue publicado en Nature Geoscience. Autores: Hugo Moreira, Emilie Bruand, Craig Storey, James Darling, Mike Fowler, Marine Cotte, Fleurice Parat, Lorraine Tual & Bruno Dhuime

Moreira, H., Bruand, E., Storey, C. et al. Progressive oxidative weathering raised sub-arc mantle fugacity on the Archaean Earth. Nat. Geosci. (2026). https://doi.org/10.1038/s41561-026-02119-6

Received 31 July 2025

Accepted 04 September 2026

Published 14 October 2026

Version of record 14 October 2026

DOI https://doi.org/10.1038/s41561-026-02119-6

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