Descubren antiguos ecosistemas microbianos bajo el cráter que mató a los dinosaurios

cometa golpeando la Tierra

El cráter de Chicxulub albergaba una enorme red subterránea de respiraderos hidrotermales

Una teoría de la vida en la Tierra, la hipótesis del origen por impacto, sugiere que la vida se originó en una colisión cataclísmica

¿Cómo surgió la vida en la Tierra? ¿Cómo sobrevivió al eón Hádico o Hadeano, una época en la que repetidos impactos masivos excavaron cráteres de miles de kilómetros de diámetro en la superficie de la Tierra? Esos impactos convirtieron a la Tierra en un lugar infernal, donde los océanos se convirtieron en vapor y la atmósfera se llenó de roca vaporizada. ¿Cómo podría haber sobrevivido un ser vivo?

Irónicamente, esos mismos devastadores impactos pueden haber creado un vasto refugio subterráneo para la vida temprana de la Tierra. Abajo, entre todas esas cámaras y caminos, bombeada de agua rica en minerales, la vida primitiva encontró el refugio y la energía necesaria para mantener la vida en la Tierra. Y la evidencia proviene del evento de extinción más conocido en la Tierra: el evento de impacto de Chicxulub.

Un nuevo estudio presenta pruebas de que el cráter de Chicxulub albergaba una enorme red subterránea de respiraderos hidrotermales que podrían haber proporcionado un santuario para la vida microbiana.

Por extensión, los cráteres de impacto mucho más antiguos probablemente proporcionaron el mismo santuario. El autor principal de estudio es David Kring del Instituto Lunar y Planetario.

La idea de que la vida pudo haber surgido y persistido en la red bajo cráteres de impacto se denomina hipótesis del origen de la vida por impacto. David Kring es una destacada voz científica que apoya esa hipótesis.

Si bien los repetidos impactos masivos hicieron que la superficie de la Tierra fuera inhabitable durante el eón Hadeano, probablemente no sucedió lo mismo en la región bajo los cráteres de impacto.

Según Kring, esos mismos eventos de impacto "... estaban produciendo vastos sistemas hidrotermales subterráneos que eran crisoles perfectos para la química prebiótica y hábitats para la evolución temprana de la vida".

sistema hidrotermal bajo el cráter de Chicxulub

Imagen: Una sección transversal tridimensional del sistema hidrotermal en el cráter de impacto de Chicxulub y sus respiraderos del fondo marino. El sistema tiene el potencial de albergar vida microbiana. Ilustración de Victor O. Leshyk para el Instituto Lunar y Planetario.

En este nuevo estudio, Kring y sus colegas presentan evidencia del Programa Internacional de Descubrimiento Oceánico y el Programa Internacional Continental de Perforaciones Científicas.

Esos programas proporcionaron núcleos de roca del anillo del cráter de Chicxulub. Específicamente, este estudio se basa en aproximadamente 15.000 kilogramos de roca recuperada de un pozo de 1,3 km de profundidad.

sección del núcleo del cráter de ChicxulubImagen derecha: Sección del núcleo de Chicxulub con los minerales hidrotermales dachiardita (naranja brillante) y analcima (incolora y transparente). Los minerales llenan parcialmente cavidades en la roca que eran nichos para ecosistemas microbianos. Crédito: David A. Kring del Instituto Lunar y Planetario de la USRA.

El equipo de investigadores encontró en la muestra pequeñas esferas de pirita llamadas framboides, de solo 10 millonésimas de metro de diámetro. Dado que la pirita es un sulfuro de hierro, contiene isótopos de azufre. Esos isótopos mostraron que los framboides estaban formados por microbios, y esos microbios eran parte de un ecosistema que se adaptó al fluido cargado de minerales calentado que fluía a través de la red subterránea. Esa red estaba presente bajo el destrozado anillo de picos del cráter de impacto de Chicxulub.

La vida necesita energía para sobrevivir, y esta vida microbiana obtuvo su energía de reacciones químicas en el sistema de rocas y fluidos.

Convirtieron el sulfato del líquido en sulfuro, que luego se conservó como pirita. Estos antiguos microbios termofílicos habrían sido bastante similares a los microbios termofílicos que pueblan ambientes extremos en la Tierra actual, como los respiraderos hidrotermales del océano profundo y las aguas termales en el Parque Yellowstone.

En su trabajo los autores escriben:

"Los análisis de isótopos de azufre de framboides de pirita en brechas de impacto del cráter de Chicxulub indican colonias termófilas de organismos reductores de sulfato que habitaban los poros, roca permeable debajo del suelo del cráter y alimentada con sulfato transportado a través de la roca por un sistema hidrotermal generado por impacto".

Añaden que los mismos organismos reductores de azufre persistieron durante 2,5 millones de años después del impacto, y que los organismos que se encuentran ahora bajo Chicxulub son probablemente los descendientes directos de esos organismos anteriores.

Este estudio llega al final de 20 años de investigación sobre la hipótesis del origen de la vida por impacto. La participación del Dr. Kring comenzó antes de eso cuando fue coautor de un estudio de 1992 que vinculaba el cráter de Chicxulub con la extinción masiva del límite K-T. También participó en una investigación que mostró que la región debajo del cráter de Chicxulub era porosa.

ubicación del cráter de Chicxulub

Imagen: Ubicación del cráter del anillo de picos de Chicxulub debajo del borde norte de la Península de Yucatán, México.

Investigaciones posteriores mostraron que la región estaba dividida por un vasto sistema de respiraderos hidrotermales. Ahora, este estudio muestra que el sistema de respiraderos albergaba vida.

Ha sido un largo y arduo camino hacia este último descubrimiento. El momento y la duración del bombardeo durante el Hadeano fue difícil de establecer, ya que no se han localizado ninguno de los cráteres Hadeanos de la Tierra. El estudio de los cráteres lunares y las muestras lunares de las misiones Apolo mostró que la Luna estuvo sujeta a un intenso bombardeo durante aproximadamente 400 millones de años durante el Hadeano. La Tierra habría sufrido el mismo episodio.

El cráter Chicxulub es el único indicador razonable de un cráter Hadeano. Entonces, el cráter es una forma de desarrollar y probar la hipótesis del origen de la vida por impacto.

Como escriben los autores en su artículo, "Chicxulub es la única gran cuenca de anillo de pico que todavía está intacta y brinda la oportunidad de estudiar los restos de un sistema hidrotermal generado por impacto, desde la profundidad hasta e incluyendo el ambiente de la superficie de ventilación, similar a los que pueden haber existido antes en la historia de la Tierra".

También tomó tiempo y esfuerzo establecer cuánto tiempo existieron los vastos sistemas hidrotermales bajo estos cráteres. La pregunta era: ¿Duraron lo suficiente para que ocurrieran procesos evolutivos y para que el material biológico migrara a los cráteres de impacto y sus sistemas adyacentes?

Un modelo extenso mostró que los sistemas de ventilación hidrotermal tenían una vida suficiente para que sucedieran ambas cosas.

Los autores escriben: "Los modelos de evolución térmica de ese y otros sistemas hidrotermales indicaron que eran de larga duración y producían volúmenes significativos de roca porosa y permeable adecuada para organismos termofílicos".

Todavía hay más trabajo por hacer para confirmar la hipótesis del origen de la vida por impacto. En un resumen de dos páginas, el Dr. Kring describe parte de ese trabajo.

En primer lugar, las muestras del núcleo del cráter Chicxulub necesitan más estudio. Kring quiere recuperar más información de esas muestras sobre la evolución, tanto térmica como química, del sistema de respiraderos hidrotermales.

También es necesario comprender mejor la energía disponible para los microorganismos en la corteza granítica que estuvo presente durante el Hadeano.

Y para aclarar la cronología de los impactos en la Tierra, los investigadores necesitan más muestras de cuencas de impacto lunar como la cuenca Aitken del Polo Sur y otras.

Pero la cereza en la parte superior podría ser encontrar muestras de la Tierra Hadeana en la propia Luna.

"Si se pueden localizar muestras sedimentarias y fosilíferas, proporcionarían un registro directo de la evolución temprana de la vida en la Tierra", escribe Kring.

El estudio se publicó en la revista Astrobiology y se titula 'Microbial Sulfur Isotope Fractionation in the Chicxulub Hydrothermal System'.

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