Utilizando ciclos orbitales para comprender la vida compleja temprana en la Tierra
Los científicos han estudiados restos geológicos de hace unos 500-600 millones de años en una época marcada por grandes perturbaciones climáticas y los primeros indicios de vida compleja.
Una investigación liderada por la Universidad Tecnológica de Chengdu ha establecido un marco astrocronológico de alta resolución que abarca aproximadamente 57,6 millones de años del Período Ediacárico temprano. Esta cronología calibrada proporciona información precisa sobre los principales eventos climáticos y la aparición de la vida compleja temprana, ofreciendo un contexto crucial para comprender el cambio ambiental y la innovación biológica durante la historia temprana de la Tierra.
La comprensión de la vida primitiva en la Tierra se ha visto frecuentemente obstaculizada por la imprecisión de un reloj geológico. Los científicos se han basado en amplios patrones estratigráficos para rastrear el Período Ediacárico temprano (hace 635 a 538,8 millones de años), una época marcada por grandes perturbaciones climáticas y los primeros indicios de vida compleja.
Sin una datación radiométrica consistente, los investigadores han tenido dificultades para vincular las perturbaciones ambientales, como los cambios en la química del carbono o los niveles de oxígeno marino, con los cambios biológicos. Es como tener unas cuantas piezas de un rompecabezas y una pila de rompecabezas de los que podrían provenir. Las líneas de tiempo fragmentadas han dejado preguntas sin respuesta sobre qué pudo haber desencadenado los pasos evolutivos y cuándo ocurrieron.
En el estudio traducido al castellano, "Calibrando astronómicamente la evolución temprana del Ediacárico", publicado en Nature Communications, los investigadores aplicaron la astrocronología y el análisis de susceptibilidad magnética para construir una línea de tiempo de 57,6 millones de años del Período Ediacárico temprano.
¿Qué es la astrocronología?
La astrocronología es un método utilizado para datar las capas de rocas sedimentarias vinculándolas con cambios regulares y predecibles en la órbita de la Tierra alrededor del Sol. Las variaciones orbitales, conocidas como ciclos de Milankovitch, influyen en el clima global a lo largo de decenas a cientos de miles de años.
A medida que el clima cambia, también cambia el tipo y la cantidad de material depositado en océanos y lagos. Los patrones sedimentarios pueden correlacionarse con ciclos orbitales conocidos, lo que permite a los investigadores construir cronologías detalladas.
La susceptibilidad magnética mide la respuesta de una roca a un campo magnético externo. En sedimentos marinos , esto refleja la concentración de minerales magnéticos que a menudo se originan por la erosión terrestre o por procesos químicos en el océano. Valores más altos suelen indicar una mayor entrada de partículas terrestres durante intervalos climáticos más húmedos o dinámicos.
Mediante el escaneo de núcleos de sedimentos a alta resolución, los investigadores crearon perfiles detallados de la variación del contenido mineral magnético a lo largo del tiempo. Los patrones se alinearon posteriormente con los ciclos orbitales como parte de la cronología astrocronológica.
Las muestras provinieron de tres núcleos de perforación recuperados en la Plataforma del Yangtsé, en el sur de China. Los sitios se seleccionaron para representar diversos entornos deposicionales, desde cuencas intraplataforma poco profundas hasta entornos de laderas más profundas. En conjunto, abarcan la mayor parte de la Formación Doushantuo inferior y media, una unidad rocosa depositada poco después de la glaciación Marinoana. El ajuste astrocronológico de los núcleos sedimentarios reveló varios puntos de inflexión en la historia temprana del Ediacárico.
La estratificación de sedimentos coincidió perfectamente con los ciclos orbitales conocidos, lo que produjo una cronología calibrada anclada al inicio de la glaciación de Gaskiers, hace 579,63 millones de años. Los eventos de desglaciación del Marinoano se restringieron entre 636,05 y 634,90 millones de años. Se detectaron y secuenciaron tres grandes desplazamientos isotópicos del carbono, identificados como EN1, WANCE y EN2, en entornos de aguas someras y profundas.
Las excursiones de carbono coincidieron con la evidencia estratigráfica de disrupción biogeoquímica. EN1 y EN2 aparecieron globalmente y en escalas temporales consistentes, mientras que WANCE se registró solo en el sur de China. En los tres sitios, las diferencias en el inicio y la duración sugirieron una variabilidad local en la sedimentación, pero mantuvieron un ritmo orbital.
Zonas fósiles como las biotas de Weng'an y Lantian se fijaron en puntos precisos de la escala astrocronológica. Los patrones reflejaban una complejidad ecológica gradual sin un aumento mensurable de la diversidad general.
Las restricciones de edad actualizadas resuelven algunas incertidumbres de los datos sobre cuándo ocurrieron cambios ambientales y biológicos clave. Por ejemplo, el inicio y la finalización de la deglaciación Marinoana (hace 636,05 y 634,90 millones de años) reducen los rangos previamente más amplios y debatidos. Se demostró que EN1 y EN2 ocurren globalmente y en escalas temporales consistentes, lo que confirma su uso como marcadores temporales geoquímicos sincronizados.
La vida multicelular compleja en la biota de Weng'an puede datarse actualmente en aproximadamente 589,89 millones de años, durante el intervalo marcado por la excursión isotópica de carbono de WANCE. Se vincularon grupos fósiles adicionales a eventos isotópicos de carbono separados, lo que demuestra que la innovación biológica surgió en fases relacionadas con estas disrupciones.
Referencia
Tan Zhang et al, Astronomically calibrating early Ediacaran evolution, Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-57201-1