Científicos de la Universidad de Yale han encontrado en la inestabilidad de la capa de ozono una explicación de por qué la vida vegetal tardó 2.000 millones de años en surgir sobre la Tierra.
Según su investigación, la atmósfera primitiva de la Tierra albergó una batalla campal entre el yodo y el oxígeno, lo que retrasó efectivamente la creación de una capa de ozono estable que protegería la vida compleja de gran parte de la radiación ultravioleta (UVR) del sol.
La nueva teoría, descrita en un estudio publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences, puede resolver un misterio que ha desconcertado a los científicos durante cientos de años.
"El origen y la diversificación de la vida compleja en la Tierra sigue siendo una de las preguntas más profundas y persistentes en las ciencias naturales", dijo en un comunicado Jingjun Liu, estudiante de doctorado en ciencias de la Tierra y planetarias en Yale y primer autor y autor correspondiente del nuevo estudio.
De hecho, los científicos se han preguntado durante mucho tiempo por qué las plantas terrestres no surgieron en la Tierra hasta hace 450 millones de años, a pesar de que sus progenitores, las cianobacterias, habían existido durante 2.700 millones de años. Asimismo, no hay fósiles de animales o plantas terrestres complejos anteriores a la era Cámbrica (hace 541 a 485 millones de años) a pesar de la evidencia de microfósiles mucho más antiguos.
"La única explicación existente establece que este retraso es una característica intrínseca de la evolución, que se requiere una enorme cantidad de tiempo", dijo Noah Planavsky, profesor de ciencias de la Tierra y planetarias, miembro de la facultad del Centro de Captura Natural de Carbono de Yale y autor principal del nuevo estudio. "Sin embargo, esa noción no explica cómo y por qué se originó y se diversificó la vida compleja".
El nuevo estudio sugiere que algo más allá de la necesidad de tiempo fue responsable: la estabilización tardía de la capa de ozono de la Tierra, causada por las elevadas concentraciones de yodo marino que impidieron que se formara un escudo protector de UVR en la atmósfera.
La producción de ozono depende del oxígeno atmosférico y de la UVR de fondo. Los científicos han aceptado ampliamente que una vez que la Tierra estableció una concentración sustancial de oxígeno atmosférico, el planeta formó una capa de ozono que permitió que la evolución biológica se desarrollara sin impedimentos.
"Cuestionamos este paradigma al considerar cómo el ciclo evolutivo del yodo de la Tierra puede haber influido en la abundancia y la estabilidad del ozono", dijo Liu.
Para el estudio, un equipo de investigación dirigido por Yale analizó múltiples líneas de evidencia geológica independiente y desarrolló un modelo océano-atmósfera para reconstruir la dinámica yodo-ozono de la Tierra primitiva. Los investigadores descubrieron que el elevado contenido de yodo marino (que se forma cuando el yodo se combina con otro elemento para formar una sal) prevaleció durante la mayor parte de la historia de la Tierra, lo que habría provocado importantes emisiones de yodo inorgánico a la atmósfera después del aumento del oxígeno, con el potencial de alterar el ozono.
El mecanismo de destrucción del ozono por el yodo es similar al proceso por el cual los clorofluorocarbonos (CFC) crearon el agujero de ozono sobre la Antártida. Cuando los CFC experimentan fotólisis, liberan cloro reactivo, que destruye catalíticamente el ozono en la estratosfera, lo que lleva a un agotamiento de hasta el 50% sobre la Antártida continental en el pico del problema.
"Los ciclos catalíticos impulsados por el yodo para la destrucción del ozono siguen un proceso similar y son cinéticamente mucho más rápidos que los que involucran cloro reactivo", dijo Planavsky. "Nuestros cálculos fotoquímicos indican que incluso un aumento moderado en la emisión de yodo inorgánico marino podría resultar en un agotamiento del ozono en toda la atmósfera de decenas o incluso cientos de veces en relación con los niveles actuales".
Liu señaló que a escala global, los niveles de ozono inestables y bajos probablemente persistieron desde hace 2.400 millones de años hasta hace aproximadamente 500 millones de años.
"Durante este intervalo, incluso con altos niveles de producción de oxígeno, el ozono atmosférico podría haber sido muy bajo y probablemente inestable, lo que provocó flujos altos y periódicos o persistentes de radiación ultravioleta solar en la superficie de la Tierra", dijo Liu.
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