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Presentan nueva teoría acerca de cómo la Tierra obtuvo su oxígeno

· Al ralentizar el movimiento de rotación, los días se hicieron más largos y la luz ayudó a que cianobacterias produjeran más de ese elemento respirable, señalan

Científicos tienen una nueva idea sobre cómo la Tierra obtuvo su oxígeno: el planeta redujo su velocidad y los días se hicieron más largos.

Un estudio publicado ayer propone y pone a prueba la teoría de que una luz diurna más prolongada y continua hizo que extrañas bacterias produjeran enormes cantidades de oxígeno, haciendo posible la mayor parte de la vida tal como la conocemos.

Un equipo internacional propone que el aumento de la duración del día en la Tierra primitiva –el giro del joven planeta se fue ralentizando de forma gradual con el tiempo, haciendo que los días fueran más largos– puede haber impulsado la cantidad de oxígeno liberado por las cianobacterias fotosintéticas, determinando así el momento de la oxigenación, según publican en Nature Geoscience.

Su conclusión se inspiró en un estudio de las comunidades microbianas actuales que crecen en condiciones extremas en el fondo de un sumidero de Middle Island en el lago Hurón, en Michigan, Estados Unidos, a 30 metros bajo la superficie del agua, la cual en ese sitio es rica en azufre y baja en oxígeno, y las bacterias de colores brillantes que prosperan allí se consideran buenos análogos de los organismos unicelulares que formaban colonias similares a alfombras hace miles de años, cubriendo las superficies del suelo terrestre y marino.

Los científicos sacaron bacterias púrpuras pegajosas del sumidero y manipularon la cantidad de luz que recibían en experimentos de laboratorio. Cuanta más luz continua recibían los microbios, más oxígeno producían.

Uno de los grandes misterios de la ciencia es cómo la Tierra pasó de ser un planeta con un mínimo de oxígeno al aire respirable que tenemos ahora. Desde hace tiempo, los científicos piensan que los microbios, llamados cianobacterias, estaban involucrados, pero no podían determinar qué fue lo que inició el gran evento de oxigenación.

De seis a 24 horas

Los científicos del estudio teorizaron que la lenta rotación de la Tierra, que gradualmente pasó de seis horas a las actuales 24, fue clave para que las cianobacterias generaran una mayor cantidad de aire respirable.

Hace unos 2 mil 400 millones de años había tan poco oxígeno en la atmósfera de la Tierra que apenas podía medirse, por lo que no existía vida animal o vegetal como la que conocemos. En lugar de ello, muchísimos microbios respiraban dióxido de carbono y en el caso de las cianobacterias producían oxígeno en la primera forma de la fotosíntesis.

Al principio no era mucho, pero en apenas 400 millones de años la atmósfera de la Tierra pasó de tener una décima parte de la cantidad de oxígeno que hay ahora, un enorme incremento, señaló la autora principal del estudio, Judith Klatt, bioquímica en el Instituto Max Planck de Alemania. El aumento en los niveles de ese elemento permitió que las plantas y animales evolucionaran, y otros vegetales se unieron para producirlo, añadió.

Pero ¿por qué las bacterias empezaron a producir oxígeno? Ahí es donde entra el oceanógrafo de la Universidad de Michigan, Brian Arbic, quien al escuchar la conferencia de un colega sobre las cianobacterias, se dio cuenta de que el evento de oxigenación coincidió con el momento en el que los días en el planeta se hicieron más largos. La rotación se ralentizó debido a la complicada física de la fricción de la marea y la interacción con la Luna.

Gregory Dick, del Departamento de Ciencias de la Tierra y del Medio Ambiente de la Universidad de Michigan, en un comunicado enviado desde la cubierta del R/V Storm, un buque de investigación de la NOAA que transportó a científicos y buzos para recoger muestras desde la ciudad de Alpena, Michigan, hasta el sumidero de Middle Island, señala: Nuestra investigación sugiere que la velocidad a la que gira la Tierra, en otras palabras, la duración del día, puede haber tenido un efecto importante en la pauta y el momento de la oxigenación.

Asteroides del tamaño de una ciudad impactaron la Tierra en sus primeros años

· Los golpes, con efecto significativo en la química de la superficie del planeta y en su capacidad para albergar vida, revela estudio

Madrid. Los científicos saben que la Tierra fue bombardeada por enormes asteroides en tiempos lejanos, pero una nueva investigación sugiere que el número de los impactos puede haber sido 10 veces mayor de lo que se pensaba, lo que se traduce en un aluvión de colisiones de escala similar a la del choque del que acabó con los dinosaurios, de media cada 15 millones de años en el periodo comprendido entre hace 2 mil 500 y 3 mil 500 millones de años.

Según este estudio, presentado en la conferencia de geoquímica Goldschmidt, algunos de estos impactos individuales pueden haber sido mucho más grandes, probablemente del tamaño de una ciudad o de una pequeña provincia. Los investigadores también estudian el efecto de las colisiones en la evolución de la química de la superficie del planeta.

Los primeros años de la Tierra fueron inimaginablemente violentos en comparación con los actuales. Los científicos creen que fue golpeada por un número importante de asteroides de gran tamaño (de más de 10 kilómetros de diámetro), lo que habría tenido un efecto significativo en la química de la superficie cercana al planeta y en su capacidad para albergar vida.

El efecto de una sola colisión de este tipo se demostró hace relativamente poco tiempo con el impacto de Chicxulub hace 66 millones de años, que provocó la extinción de los dinosaurios. Sin embargo, la Tierra primitiva era muy diferente a la actual en el momento del choque, y también lo eran los efectos de las colisiones.

En la Luna y en otros planetas rocosos pueden verse cráteres de colisiones similares, pero la meteorización atmosférica y la tectónica de placas han tendido a enmascarar cualquier evidencia directa en la Tierra.

Sin embargo, los ecos de esos impactos lejanos pueden verse en la presencia de esférulas encontradas en rocas antiguas; los enormes choques arrojaron partículas y vapores fundidos que luego se enfriaron y cayeron a la Tierra para incrustarse en la roca como pequeñas partículas vidriosas esféricas. Cuanto mayor fuera la colisión, más se habrían esparcido esas partículas, por lo que la distribución global de una gruesa capa de esférulas muestra un impacto enorme.

Simone Marchi, del Instituto de Investigación del Suroeste, en Colorado, Estados Unidos, explicó que desarrollaron un nuevo modelo de flujo de impacto y lo hemos comparado con un análisis estadístico de los datos de la antigua capa de esférulas. Con este enfoque, descubrimos que los modelos actuales de los primeros bombardeos a la Tierra subestiman gravemente el número de impactos conocidos, como lo registran esas partículas.

Añadió que el verdadero flujo de impactos podría haber sido hasta un factor 10 veces mayor de lo que se pensaba en el periodo mencionado.

Esto significa que en ese periodo inicial, probablemente fuimos golpeados por un asteroide del tamaño del que cayó en Chicxulub en promedio cada 15 millones de años. Todo un espectáculo”, subrayó.

A medida que profundizamos en nuestra comprensión de la Tierra primitiva, descubrimos que las colisiones cósmicas son como el proverbial elefante en la habitación. A menudo se descuidan, ya que carecemos de un conocimiento detallado de su número y magnitud, pero es probable que esos eventos energéticos alteraran fundamentalmente la superficie de la Tierra y la evolución atmosférica, sostuvo.

Por ejemplo, uno de los puntos que se estudian es intentar comprender si esos impactos pueden haber afectado a la evolución del oxígeno atmosférico.