El secreto bajo el hielo de la Antártida: descubren restos de montañas que oxigenaron el planeta y favorecieron la vida animal

Bajo el hielo de la Antártida yacen las raíces de montañas colosales, comparables en escala a el Himalaya, que hace entre 650 y 450 millones de años dominaron la superficie del planeta. Su erosión liberó toneladas de nutrientes al océano, disparó la producción de oxígeno atmosférico y preparó el terreno para uno de los eventos más decisivos en la historia de la vida: la explosión cámbrica, el período en que la diversidad animal se multiplicó de forma acelerada.

El estudio que sostiene esta hipótesis fue publicado en la revista Earth and Planetary Science Letters. Propone que la clave para entender tanto el aumento de oxígeno como el surgimiento de los animales complejos está sepultada bajo kilómetros de hielo en el continente más austral del planeta.

Una pista bajo el hielo para entender el explosión cámbrica

Gondwana fue un supercontinente que existió entre aproximadamente 600 y 180 millones de años atrás, formado por los territorios que hoy corresponden a América del Sur, África, Arabia, Madagascar, India, Australia, Nueva Zelanda y la Antártida. Su formación no fue un evento único, sino una serie de colisiones sucesivas entre grandes masas continentales a lo largo de al menos 200 millones de años.

Cada vez que dos continentes chocaban, la corteza terrestre se comprimía y se elevaba, del mismo modo en que hoy la colisión entre India y Asia produce la cordillera del Himalaya. Esas colisiones generaron cadenas montañosas de escala comparable o superior a las actuales, que luego fueron desgastadas por el viento, el agua y el hielo, y sus materiales arrastrados hacia los océanos. Algunas de estas elevaciones se encontraron en lo que hoy en día es Antártida.

El núcleo del estudio es el análisis de circones detríticos extraídos de sedimentos del margen continental antártico. Se trata de cristales minerales extremadamente duros que se forman en las rocas ígneas y metamórficas (las que surgen del calor y la presión del interior terrestre) y tienen la particularidad de sobrevivir intactos a la erosión y al transporte. Esa resistencia los convierte en una especie de cápsula del tiempo geológico: al analizar su composición química es posible determinar cuándo y dónde se formaron las rocas de las que provienen.

Para eso, emplearon una técnica que consiste en disparar un láser sobre el grano de circón para vaporizar una pequeña porción y medir con precisión la proporción entre el uranio y el plomo que contiene. Estos elementos se transforman uno en el otro a una velocidad conocida y constante, lo que permite calcular la edad del cristal. Con ese método, los autores dataron 1.712 granos propios, a los que sumaron 2.209 de análisis previos, para conformar la base de datos antártica utilizada en el análisis.

Los resultados ubican a la Antártida como la fuente dominante de sedimentos durante el período crítico que va desde el inicio del Cámbrico hasta el fin de la explosión cámbrica (entre 540 y 510 millones de años atrás). El 46% de todos los circones detríticos del registro global ponderado provino de la Antártida y el sudeste de Australia durante ese intervalo. Además, el 55% de los circones de alta presión (llamados tipo MGS, que se forman en las raíces profundas de montañas muy altas y son un indicador directo de que esas cordilleras existieron) también tuvieron ese origen.

Al incorporar los datos antárticos a una base de datos global de ríos, que incluye muestras de Asia, Europa, América del Norte, América del Sur, África y Australia, los investigadores determinaron que el período de 650 a 450 millones de años atrás, correspondiente a la unión de los continentes que formaron Gondwana, representa el 20% de todos los circones en la compilación ponderada. Ese porcentaje supera al de Pangea (14%), Rodinia (11%) y Nuna (8%), y es uno de los indicadores que lleva al estudio a concluir que las Súpermontañas gondwánicas constituyeron la red montañosa más grande de toda la historia del planeta.

Una red de montañas que atravesó continentes hace millones de años

Para identificar montañas de gran altitud en el pasado, los autores recurrieron a los llamados circones tipo MGS. Su presencia en los sedimentos es una señal directa de que existieron montañas de escala himaláyica. El estudio determinó que el 37% de todos los circones MGS del registro global se formó durante la amalgamación de Gondwana, más del doble que durante la formación de Nuna y más de seis veces que durante Pangea y Rodinia. Es decir, que las montañas de Gondwana fueron las más altas y extensas de cualquier período de formación de supercontinentes en la historia del planeta.

El trabajo identificó tres grandes procesos de formación de montañas por colisión de placas vinculados a Gondwana: el Orógeno de África Oriental, el Orógeno de Kuunga-Pinjarra y el Orógeno Brasiliano-Damara. En total, esas colisiones suman unos 20.000 kilómetros de longitud, más del doble que la cadena alpino-himaláyica actual (7.500 kilómetros). A partir de esa evidencia, los autores proponen reemplazar el término “Súpermontaña transgondwánica” por “Súpermontañas gondwánicas”, para reflejar que el sistema fue producto de múltiples colisiones a lo largo de al menos 200 millones de años, y no de un único evento.

La comparación entre los circones antárticos y los del sudeste de Australia mostró patrones de edad casi idénticos, lo que llevó a los autores a postular que existe un sistema de abanicos sedimentarios gigante (material arrastrado desde las montañas y depositado en el fondo oceánico) que se extiende desde la Antártida Oriental hasta el sudeste australiano, con su sección más antigua sepultada bajo el hielo.

La erosión de las montañas pudo haber fertilizado los océanos

La conexión entre las montañas gondwánicas, el oxígeno y la explosión cámbrica es el argumento central del estudio. La hipótesis sostiene que la erosión de esas cordilleras liberó al océano nutrientes esenciales, en especial fósforo y hierro, lo que disparó la reproducción masiva de algas y cianobacterias productoras de oxígeno.

Para que ese oxígeno se acumule en la atmósfera, sin embargo, el carbono generado por la fotosíntesis debe quedar sepultado antes de reaccionar de nuevo con el oxígeno: si el carbono se oxida, consume el mismo oxígeno que se produjo, y el balance neto es cero. Los abanicos de sedimentos cumplen exactamente esa función: cuando las montañas se erosionan, arrastran enormes cantidades de material hacia el océano, que se deposita con tanta rapidez en el fondo que el carbono orgánico queda enterrado antes de poder oxidarse.

Al quedar más oxígeno disponible en la atmósfera y los océanos, los animales contaron con mejores condiciones para obtener energía y desarrollar cuerpos más grandes y complejos. A la vez, el ingreso de nutrientes favoreció a las algas y otros organismos que forman la base de la cadena alimentaria. Según la hipótesis del estudio, esa combinación de más alimento y más oxígeno creó un entorno favorable para la rápida diversificación de formas animales durante la explosión cámbrica.

A partir de la masa estimada del sistema de abanicos gondwánicos, los autores calculan que el oxígeno liberado a la atmósfera durante ese proceso equivalió a unas 18 veces la masa de oxígeno que hay hoy en la atmósfera terrestre. Este evento corresponde a lo que la literatura científica denomina la Segunda Gran Oxidación (GOE-II), durante la cual el contenido de oxígeno se habría multiplicado por diez.

Los autores sostienen que la contribución antártica fue decisiva en el momento más crítico: las colisiones en ese sector ocurrieron al final de la amalgamación de Gondwana, lo que extendió el suministro de nutrientes al océano bien entrado el Cámbrico. El estudio concluye que “es improbable que sea una coincidencia que el período más dramático de la evolución de la Tierra se correlacione con el período más importante de formación de montañas del planeta: la formación y erosión de las supermontañas de Gondwana”.