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| La coevolución de los minerales y
la biosfera Alberto González Fairén |
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 l grupo
de Robert Hazen, de la Carnegie Institution, ha revisado los procesos
físicos, químicos y biológicos que han transformado
una docena de minerales primordiales presentes en el polvo interestelar
en los miles de especies minerales que existen sobre la superficie
de la Tierra. Cada especie mineral se define por su fórmula
química y su estructura cristalina. La variedad y la abundancia
relativa de las especies minerales ha cambiado de forma dramática
durante los 4.500 millones de años de historia de la Tierra.
En el polvo primordial que originó el Sistema Solar se formaron
tan sólo una docena de minerales (figura 1). Únicamente
al formarse el Sol y los planetas se alcanzaron las temperaturas y
presiones extremas requeridas para la síntesis del resto de
especies minerales. De hecho, en los asteroides se pueden encontrar
tan sólo unos 60 tipos diferentes de minerales, mientras que
en la superficie de Marte o Venus el estudio de Hazen prevé
la presencia de, al menos, 500. Procesos geológicos y geoquímicos
complejos, incluyendo grandes cantidades de agua líquida, actividad
volcánica, tectónica de placas y la interacción
asociada entre rocas y fluidos a gran escala, cristalización
fraccionada y metamorfismo parecen ser los requisitos para la síntesis
de varios cientos de minerales diferentes sobre la superficie de un
planeta (figura 2). Estos procesos formaron los primeros continentes,
depósitos hidrotermales, terrenos metamórficos, evaporitas
y zonas de erosión superficial, generando hasta 1.500 especies
minerales diferentes. |
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| Sin embargo, el factor fundamental que parece impulsar
la evolución mineral es la actividad biológica y su
capacidad de generar y mantener condiciones fuera del equilibrio.
Hasta dos tercios de la diversidad mineral de la Tierra pueden deber
su origen a la mediación de los seres vivos. Fundamentalmente
por la aparición del oxígeno en la atmósfera,
originada por las cianobacterias, ya que muchos minerales importantes
son productos derivados de la erosión oxidativa. Igualmente,
microorganismos y plantas son capaces de acelerar la producción
de arcillas. Y en los océanos, la evolución de microorganismos
con conchas y esqueletos mineralizados ha formado gruesos depósitos
estratificados de minerales como la calcita, que deben ser raros en
mundos sin vida. Los resultados de Hazen implican que, durante al
menos 2.500 millones de años, la mineralogía de la Tierra
ha evolucionado de forma paralela a la biosfera. Por lo tanto, la
observación remota de otros planetas para identificar la composición
mineralógica de sus superficies puede aportar pistas sobre
la existencia de otras biosferas. Pero la influencia inversa de los minerales sobre la biosfera ha sido igualmente determinante. Las arcillas se originan en suelos biológicamente activos, con la mencionada mediación de plantas y microorganismos. Un estudio dirigido por Martin Kennedy, de la Universidad de California en Riverside, demostró en marzo de 2006 que el aumento de la concentración de oxígeno en la atmósfera durante el Precámbrico final, hace entre 1.100 y 540 millones de años, tuvo su origen en un incremento en la tasa de formación de arcillas, especialmente significativo hace entre 730 y 500 millones de años. Y fue la oxigenación de la atmósfera lo que desencadenó la expansión de la vida animal sobre la Tierra durante el Cámbrico (figura 3). |
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| Las arcillas se forman en los suelos mediante la interacción de los seres vivos con los productos de meteorización de las rocas, y después son erosionadas y arrastradas hasta los océanos, donde se depositan en forma de sedimentos. Al ser químicamente reactivas, las arcillas atraen y absorben materia orgánica del agua del océano, y la preservan durante tiempo prolongado. El grupo de Kennedy estudió secciones de rocas sedimentarias antiguas en Australia, China y Escandinavia, datadas en el Precámbrico final, para determinar el momento en el que la concentración de arcillas en los sedimentos pasó de ser prácticamente nula a los niveles modernos. Actualmente las arcillas forman la mayor parte de los sedimentos (figura 4), por lo que el contraste que encontraron en los sedimentos anteriores y posteriores al periodo 730-500 millones de años fue enorme. | ||||||||
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| Estos resultados les sirvieron para determinar que la colonización de los continentes de la Tierra primigenia por ecosistemas primitivos, probablemente con la participación de hongos, líquenes y musgos, aceleró la formación de arcillas, como sucede en los suelos modernos. Al ser lavadas hacia los océanos, las arcillas preservaron grandes cantidades de materia orgánica en los fondos oceánicos, mucha más que con anterioridad a la colonización continental por parte de los seres vivos. Este proceso global de secuestro del carbono terrestre acompañó a la liberación de ingentes cantidades de oxígeno a la atmósfera mediante la incipiente fotosíntesis (más información click aquí). La Tierra experimentó en ese momento el cambio más notable de su historia geológica reciente. | ||||||||
| San Francisco (California), EEUU, 05 de Diciembre de 2008. |
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