Los Geólogos Determinan que la Tierra Primitiva Era un "Mundo de Agua"
La Tierra de hace 3.200 millones de años era un "mundo acuático" de continentes sumergidos, dicen los geólogos después de analizar los datos de isótopos de oxígeno de la antigua corteza oceánica que ahora está expuesta en tierra en Australia.
Y eso podría tener implicaciones importantes en el origen de la vida.
"Una Tierra primitiva sin continentes emergentes puede haberse parecido a un 'mundo acuático', proporcionando una importante restricción ambiental sobre el origen y la evolución de la vida en la Tierra, así como su posible existencia en otros lugares".
Así escribieron los geólogos Benjamin Johnson y Boswell Wing en un artículo recién publicado en línea por la revista Nature Geoscience.
Johnson es profesor asistente de ciencias geológicas y atmosféricas en la Universidad Estatal de Iowa y un asociado de investigación postdoctoral reciente en la Universidad de Colorado Boulder. Wing es profesor asociado de ciencias geológicas en Colorado. Las subvenciones de la National Science Foundation respaldaron su estudio y una beca Lewis and Clark de la American Philosophical Society apoyó el trabajo de campo de Johnson en Australia.
El sitio de la antigua corteza oceánica expuesta en el oeste de Australia. (Imagen: Universidad Estatal de Iowa)
Evidencia de la antigua corteza oceánica
Johnson dijo que su trabajo en el proyecto comenzó cuando habló con Wing en conferencias y se enteró de la corteza oceánica bien conservada de 3.200 millones de años del Eón Arqueano (hace entre 4.000 y 2.500 millones de años) en una parte remota de El estado de Australia Occidental. Estudios anteriores significaban que ya había una gran biblioteca de datos geoquímicos del sitio.
Johnson se unió al grupo de investigación de Wing y fue a ver la corteza del océano por sí mismo: un viaje de 2018 que involucra un vuelo a Perth y un viaje de 17 horas hacia el norte a la región costera cerca de Port Hedland.
Después de tomar sus propias muestras de roca y excavar en la biblioteca de datos existentes, Johnson creó una cuadrícula de sección transversal del isótopo de oxígeno y los valores de temperatura encontrados en la roca.
Benjamin Johnson, de la Universidad Estatal de Iowa, trabaja en un afloramiento en la remota Australia Occidental, donde los geólogos estudian la corteza oceánica de 3.200 millones de años. (Imagen: Jana Meixnerova, proporcionada por Benjamin Johnson / Iowa State University)
Los isótopos son átomos de un elemento químico con el mismo número de protones dentro del núcleo, pero diferentes números de neutrones. En este caso, las diferencias en los isótopos de oxígeno preservados con la roca antigua proporcionan pistas sobre la interacción de la roca y el agua hace miles de millones de años.
Una vez que tuvo cuadrículas bidimensionales basadas en datos de rocas enteras, Johnson creó un modelo inverso para obtener estimaciones de los isótopos de oxígeno dentro de los antiguos océanos. El resultado: el agua de mar antigua se enriqueció con aproximadamente 4 partes por mil más de un isótopo pesado de oxígeno (oxígeno con ocho protones y 10 neutrones, escrito como 18O) que un océano libre de hielo de hoy.
¿Fue la Tierra una vez un planeta azul? (Imagen: 3dsculptor/ Adobe Stock)
De los isótopos al mundo del agua
¿Cómo explicar esa disminución de isótopos pesados con el tiempo?
Johnson y Wing sugieren dos formas posibles: el ciclo del agua a través de la antigua corteza oceánica era diferente al agua de mar actual con muchas más interacciones a altas temperaturas que podrían haber enriquecido el océano con los pesadosisótopos de oxígeno. O bien, el ciclo del agua de la roca continental podría haber reducido el porcentaje de isótopos pesados en el agua del océano.
"Nuestra hipótesis preferida, y en algunos aspectos la más simple, es que la meteorización continental desde tierra comenzó en algún momento después de hace 3.200 millones de años y comenzó a reducir la cantidad de isótopos pesados en el océano", dijo Johnson.
La idea de que el agua que circula por la corteza oceánica de una manera distinta de la que ocurre hoy en día, que causa la diferencia en la composición de isótopos "no está respaldada por las rocas", dijo Johnson. "La sección de la corteza oceánica de 3.200 millones de años que estudiamos se ve exactamente como una corteza oceánica mucho más joven".
Johnson dijo que el estudio demuestra que los geólogos pueden construir modelos y encontrar nuevas formas cuantitativas de resolver un problema, incluso cuando ese problema involucra agua de mar de hace 3.200 millones de años que nunca verán ni tomarán muestras.
Y, Johnson dijo que estos modelos nos informan sobre el entorno donde se originó y evolucionó la vida:
"Sin continentes y tierra sobre el nivel del mar, el único lugar para la evolución de los primeros ecosistemas habría sido en el océano".
Imagen de portada: los geólogos creen que la Tierra fue una vez un mundo acuático. Fuente: Crédito: peangdao / Adobe Stock
El artículo, originalmente titulado "Los geólogos determinan que la Tierra primitiva era un" mundo acuático "al estudiar la corteza oceánica expuesta", se publicó por primera vez en Science Daily.
Fuente: Universidad Estatal de Iowa. "Los geólogos determinan que la Tierra primitiva era un 'mundo acuático' al estudiar la corteza oceánica expuesta". Ciencia diaria. ScienceDaily, 2 de marzo de 2020. www.sciencedaily.com/releases/2020/03/200302122449.htm
Referenicias
Benjamin W. Johnson & Boswell A. Wing. Limited Archaean continental emergence reflected in an early Archaean 18O-enriched ocean. Nature Geoscience, 2020 DOI: 10.1038/s41561-020-0538-9
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