Picos recurrentes de fósforo marino durante grandes extinciones masivas y cambios climáticos del Paleozoico

Mares antiguos y el misterio de los océanos moribundos

Mucho antes de los dinosaurios, los océanos de la Tierra sufrieron enormes mortandades que borraron a la mayor parte de las especies marinas. Los científicos sospechaban desde hace tiempo que oleadas súbitas del nutriente fósforo impulsaron estas crisis, pero carecían de una manera directa de probar qué ocurría realmente en el agua de mar. Este estudio desarrolla y aplica una “cápsula del tiempo” química a rocas antiguas, revelando picos de fósforo breves pero potentes que coincidieron con dos de las primeras extinciones masivas y con oscilaciones rápidas del clima.

Pistas ocultas en lodos y piedras del océano antiguo

Los investigadores se centraron en dos extinciones masivas del Paleozoico temprano: el evento del Ordovícico tardío hace unos 445 millones de años y el del Devónico tardío hace unos 372 millones de años. Cada una eliminó cerca del 80 por ciento de la vida marina y se asoció a un fuerte enfriamiento global y a cambios en el oxígeno oceánico. Para investigar la historia de los nutrientes, el equipo midió cantidades diminutas de fósforo atrapadas dentro de minerales carbonatados, una señal llamada fósforo asociado a carbonatos, o CAP. Como el fósforo del agua de mar se incorpora en los carbonatos en proporción a su concentración, el CAP actúa como una instantánea química de los niveles de nutrientes en el momento en que se formó cada capa rocosa.

Brotos cortos de nutrientes que se extendieron por todo el planeta

El equipo muestreó siete secciones rocosas distribuidas por antiguos continentes, incluyendo yacimientos en Canadá, Estonia, China meridional, Australia Occidental y Nevada. A pesar de las diferencias en tipo de roca y condiciones locales, los registros de CAP mostraron el mismo patrón: niveles de fósforo modestos de fondo interrumpidos por picos pronunciados y de corta duración. Durante el evento del Ordovícico tardío, un claro pico de fósforo apareció justo cuando comenzaba la segunda y más severa pulsación de extinción. En el Devónico tardío, dos picos de fósforo enmarcaron el intervalo de mayor mortandad. La consistencia de estos picos en ubicaciones dispersas sugiere que reflejan cambios en el océano global más que particularidades locales del sedimento o alteración posterior.

Vinculando nutrientes, pérdida de oxígeno y enfriamiento global

Para comprender qué significaban estos estallidos de fósforo para los sistemas terrestres, los científicos los incorporaron a un modelo informático que simula cómo interactúan nutrientes, carbono, oxígeno y clima a lo largo de millones de años. En el modelo, el fósforo adicional que entra al océano alimenta un crecimiento algal intenso. Cuando esta materia orgánica se hunde y se descompone, consume oxígeno, expandiendo las zonas de bajo oxígeno en el fondo marino. Al mismo tiempo, más material orgánico queda enterrado en los sedimentos, lo que secuestra carbono y reduce gradualmente el dióxido de carbono atmosférico. Los resultados son mayor anoxia oceánica y un enfriamiento global de unas pocas decenas de grados fracciónales, en consonancia con evidencias independientes procedentes de isótopos de uranio y oxígeno y de lutitas negras ricas en materia orgánica en el registro rocoso.

Diferentes golpes mortales en distintos océanos antiguos

La cronología de los pulsos de fósforo ofrece una imagen más matizada de cómo se desarrollaron estas crisis. En el Ordovícico tardío, la primera pulsación de extinción ocurrió mientras los niveles de fósforo aún eran bajos, lo que apunta al enfriamiento glacial y a la caída del nivel del mar como los principales factores iniciales de mortalidad. El gran pico de fósforo llegó más tarde y coincide con señales de pérdida de oxígeno más intensa y con la segunda pulsación de extinción, cuando tanto los organismos bentónicos como las criaturas de aguas abiertas resultaron gravemente afectados. En el Devónico tardío, en contraste, el aumento del fósforo y la expansión de zonas de bajo oxígeno ya estaban en marcha durante la primera crisis de arrecifes y alcanzaron su punto máximo justo antes de la extinción principal de constructores de arrecifes, organismos con concha y peces nadadores. Un segundo aumento de fósforo siguió después, aparentemente prolongando las condiciones adversas y ralentizando la recuperación de los ecosistemas aun sin un nuevo pico de extinción.

Por qué esta historia antigua importa hoy

En conjunto, el estudio ofrece la primera evidencia cuantitativa y global de que breves picos de fósforo empujaron repetidamente a los océanos antiguos hacia la pérdida de oxígeno, el enfriamiento climático y el colapso ecológico. Los resultados muestran que los nutrientes actuaron como potentes amplificadores más que simples interruptores de encendido/apagado, a veces operando junto con el enfriamiento y los cambios del nivel del mar, y otras veces marcando el ritmo de la recuperación. Al aclarar cuán sensible puede ser la vida marina a choques nutritivos relativamente de corta duración, estos episodios antiguos ofrecen un paralelismo aleccionador con las zonas muertas costeras modernas y la carga de nutrientes de origen humano en los mares actuales.

Cita: Dodd, M.S., Li, C., Zhang, Z. et al. Recurring marine phosphorus spikes during major palaeozoic mass extinctions and climate change. Nat Commun 17, 4481 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-70701-y

Palabras clave: ciclo del fósforo, anoxia oceánica, extinción masiva, paleoceanografía, enfriamiento global