Misteriosos fósiles magnéticos ofrecen pistas climáticas pasadas

magnetofósiles

Los magnetofósiles son fósiles microscópicos de hierro bacterianos

Hay fósiles, que se encuentran en antiguos sedimentos marinos y están formados por no más de unas pocas nanopartículas magnéticas, que pueden decirnos mucho sobre el clima del pasado, especialmente los episodios de abrupto calentamiento global.

Ahora, investigadores que incluyen a la estudiante de doctorado Courtney Wagner y al profesor asociado Peter Lippert de la Universidad de Utah, han encontrado una manera de recopilar la valiosa información de esos fósiles sin tener que triturar las escasas muestras en un fino polvo.

"Es muy divertido ser parte de un descubrimiento como este, algo que puede ser utilizado por otros investigadores que estudian los magnetofósiles y los intervalos de cambio planetario", dice Wagner. "Este trabajo puede ser utilizado por muchos otros científicos, dentro y fuera de nuestra comunidad especializada. Esto es muy emocionante y gratificante".

El nombre "magnetofósil" puede traer a la mente imágenes de los X-Men, pero la realidad es que los magnetofósiles son fósiles microscópicos de hierro bacterianos. Algunas bacterias producen partículas magnéticas de 1/1.000 del ancho de un cabello que, cuando se ensamblan en una cadena dentro de la célula, actúan como una brújula a nanoescala. Las bacterias, llamadas "bacterias magnetotácticas", pueden usar esta brújula para alinearse con el campo magnético de la Tierra y viajar de manera eficiente a sus condiciones químicas favoritas dentro del agua.

Durante algunos períodos en el pasado de la Tierra, al comienzo y mediados de la época del Eoceno de hace 56 a 34 millones de años, algunos de estos imanes producidos biológicamente crecieron a tamaños "gigantes", aproximadamente 20 veces más grandes que los típicos magnetofósiles, y en formas exóticas como agujas, husillos, puntas de lanza y bolas gigantes.

magnetofósiles gigantes

Imagen: Imágenes de microscopio electrónico de agujas gigantes. Las agujas tienen forma cilíndrica y algunas se estrechan hacia un extremo del cristal. Crédito: Courtney Wagner, Kenneth Livi and Ioan Lascu

Debido a que las bacterias usaron su supersentido magnético para encontrar sus niveles preferidos de nutrientes y oxígeno en el agua del océano, y debido a que los magnetofósiles gigantes están asociados con períodos de rápido cambio climático y elevada temperatura global, pueden decirnos mucho sobre las condiciones del océano durante ese rápido calentamiento, y especialmente cómo cambiaron con el tiempo esas condiciones.

Anteriormente, la extracción y el análisis de estos fósiles requerían triturar las muestras en un fino polvo para obtener imágenes de microscopía electrónica. "El proceso de extracción puede llevar mucho tiempo y no tener éxito, la microscopía electrónica puede ser costosa y la destrucción de muestras significa que ya no son útiles para la mayoría de los otros experimentos", dice Wagner. "La recolección y el almacenamiento de estas muestras requieren personal, equipo y planificación especializados, por lo que queremos conservar la mayor cantidad de material posible para estudios adicionales".

Entonces, Wagner, Lippert y sus colegas, incluidos Ramon Egli del Instituto Central de Meteorología y Geodinámica e Ioan Lascu del Museo Nacional de Historia Natural, encontraron otra forma. Usando muestras de sedimentos recolectadas en Nueva Jersey, diseñaron una nueva forma de realizar un análisis llamado mediciones FORC (curva de inversión de primer orden, por sus singlas en inglés). Con estas mediciones magnéticas de alta resolución, encontraron que la firma magnética de los magnetofósiles gigantes era lo suficientemente distintiva como para que la técnica pudiera usarse en otras muestras para identificar la presencia de los fósiles.

"Las mediciones de FORC sondean la reacción de las partículas magnéticas a los campos magnéticos aplicados externamente, lo que permite discriminar entre diferentes tipos de partículas de óxido de hierro sin verlas realmente", dice Egli.

"La capacidad de encontrar rápidamente conjuntos de magnetofósiles gigantes en el registro geológico ayudará a identificar el origen de estos inusuales magnetofósiles", escriben los investigadores, así como la ecología de los organismos que los formaron.

Esto es importante, dice Wagner, porque en la actualidad no se conoce ningún organismo vivo que forme magnetofósiles gigantes, y todavía no sabemos qué organismos los formaron en el pasado. "Los organismos que produjeron estos magnetofósiles gigantes son absolutamente misteriosos, pero esto deja abiertas interesantes vías de investigación para el futuro", añade Lascu.

Sin embargo, más allá de eso, la información contenida en los magnetofósiles ayuda a los científicos a comprender cómo respondieron los océanos a los cambios climáticos pasados y cómo nuestro océano actual podría responder al calentamiento continuo.

Sus resultados se publican en Proceedings of the National Academy of Sciences: In situ magnetic identification of giant, needle-shaped magnetofossils in Paleocene–Eocene Thermal Maximum sediments

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