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updated 5:10 PM CET, Dec 15, 2017

La vida en los antiguos océanos favorecida por la erosión de la tierra

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barita antigua

Para haber vida en el océano se necesita fósforo con el que los organismos pueden vivir

Para los científicos que continúan la búsqueda de evidencia de vida en el océano hace más de 3 mil millones de años, los antiguos fósiles plantean una paradoja. Los organismos, incluyendo las bacterias unicelulares que vivían en el océano en esa fecha temprana, necesitan un suministro constante de fósforo, pero "es muy difícil dar cuenta de este fósforo a no ser que se esté erosionando a partir de los continentes", dice Aaron Satkoski, un científico en el departamento de ciencias de la Tierra en la Universidad de Wisconsin-Madison. "Eso hace que sea muy difícil explicar los fósiles que vemos en esta época temprana".

Satkoski, que es el primer autor de un nuevo informe sobre la química del océano de este remoto período, dice que la sabiduría convencional de la geología había predicho un planeta oceánico, con poca o ninguna tierra encima de las olas. "En la década de 1960, la gente afirmaba por diversas razones que había muy poca masa continental, y por lo tanto no había suficiente en la intemperie para afectar la química del océano. Pero no había muchos datos reales desde hace más de 3 mil millones de años para apoyar eso".

Los descubrimientos de restos fósiles de bacterias de hace sobre 3 mil millones años han cambiado esa imagen, dice Satkoski. "Pero para haber vida en el océano, se necesita que tenga lugar una cierta cantidad de meteorización continental para entregar el fósforo con el que los organismos pueden vivir".

Hoy en día los principales factores que influyen en la química del océano son de flujo hidrotermal (agua caliente que ha circulado a través de la corteza) y el desgaste de la superficie (el transporte fluvial de material erosionado de la tierra al océano).

valle de la Barita, SudáfricaPara evaluar cada influencia hace 3,26 millones de años, el profesor ciencias de la tierra Clark Johnson y Satkoski recogieron muestras e isótopos de Sudáfrica en dos formas de una roca llamada barita. Los gránulos cementados se habían formado en el agua, y luego se fusionaron después de caer al fondo del océano.

Se había formado en el fondo del océano un tipo de barita sólido. Johnson, Satkoski y su colega Brian Beard asumieron que la roca granular reflejaría la química del agua del océano, y por lo tanto cualquier material erosionado continental. La barita sólida representaría una combinación de la química del océano y el flujo hidrotermal. El estudio giraba en torno a las mediciones precisas de isótopos de átomos que son químicamente idénticos, pero que tienen diferentes masas. Sabiendo que el estroncio derivado de la tierra muestra una proporción ligeramente mayor de estroncio 87, que deriva de la circulación hidrotérmica, los científicos compararon los isótopos en cada tipo de barita.

El resultado fue una significativa diferencia casi infinitesimal, pero todavía en las proporciones de los isótopos, lo que significa que la barita granular de hecho se derivó de sedimento erosionado de la tierra. En otras palabras, hace 3,26 millones de años se llevaba a cabo una cantidad significativa de erosión.

Su informe, que acaba de publicarse en línea por Earth and Planetary Science Letters, empuja hacia atrás la primera fecha sólida para la erosión a gran escala continental en 400 millones de años.

"Es una conjetura qué parte de la superficie del planeta era tierra, pero podría ser de hasta dos tercios de la superficie de los actuales continentes", dice Johnson, que dirige el Instituto de Astrobiología de la NASA en la Universidad de Wisconsin. "Algunas estimaciones anteriores no tenían continentes en absoluto".

"Cuando las personas estaban pensando en la química del océano, siempre se han centrado en el flujo hidrotermal, pero había poca información", dice Johnson. "Estamos tratando de poner unos pocos datos en la ecuación".

Aaron SatkoskiEl hallazgo sobre continentes concuerda con la evidencia de rocas ígneas - aquellas de origen en caliente, roca fundida, lo cual indica que la superficie se convirtió en lo suficientemente rígida para soportar cadenas montañosas, que habrían erosionado durante este período. "Ahora que tenemos una visión más completa, la historia se vuelve más coherente", dice Satkoski.

El resultado también engrana con los datos climáticos. Tan intensa meteorización continental podría resultar de un aumento de dióxido de carbono en la atmósfera. A pesar de que el sol era relativamente frío en ese momento, los océanos no se congelaron, dice Satkoski. "Eso sugiere que en la atmósfera había más gases de efecto invernadero, lo que produciría un clima más cálido combinado con el aumento de la intemperie, ya que el dióxido de carbono genera ácido carbónico y lluvia ácida, lo que acelera la erosión química".

La presencia de los continentes también indica que en ese lejano momento habían comenzado los amplios movimientos lentos de la tectónica de placas. "La sabiduría convencional dice que la Tierra no tenía continentes, ya que no contaba con la tectónica de placas, que es como se hacen los continentes", dice Satkoski. "Nuestra evidencia dice lo contrario". En general, el resultado ofrece una unificación satisfactoria de las diversas corrientes de pruebas, dice Johnson. "Nos estamos moviendo hacia una explicación para la presencia de vida, y los nutrientes en el océano, y por qué la Tierra no se congeló. Ellos parecen encajar juntos, y esto es una imagen muy diferente de la Tierra primitiva de la teníamos hace 20 años.

Artículo científico: A high continental weathering flux into Paleoarchean seawater revealed by strontium isotope analysis of 3.26 Ga barite

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