Un
proyecto de investigación indaga en la Tierra los depósitos profundos de la
base de la vida
Los
científicos avanzan en la data de los diamantes
En el
principio, en la Tierra, fue el carbono, y luego vino, en su superficie, la
vida, basada en este elemento químico. A partir de entonces ambos están
estrechamente entrelazados, pero se estima que el 90% del carbono está en las
profundidades de la Tierra. A estudiar esta dimensión oculta del planeta se
dedica desde hace tres años un macroprograma de investigación que se prolongará
durante una década. Los científicos ya han avanzado en la posibilidad de
estimar la edad y la profundidad de formación de los diamantes (la forma más
valiosa de carbono); en la importancia de los microbios a grandes
profundidades, entre ellos los virus, que pudieron jugar un papel clave en la emergencia
de la vida; y en la hipótesis de que hay grandes depósitos de hidrocarburos que
no tienen un origen biológico.
Casi todo el
mundo sabe que el petróleo accesible, la principal fuente de energía actual,
procede de la vida vegetal y animal de hace al menos centenares de millones de
años; y que los depósitos de carbón —otro gran combustible fósil— tienen
igualmente un origen biológico, ya que son antiquísimos bosques fosilizados;
pero no es eso lo que más interesa a los investigadores ahora. De hecho, en el
extenso libro El carbono en la Tierra, que acaban de presentar (de acceso
libre en Internet), el carbón apenas figura. Como explica Robert Hazen,
director de Deep Carbon
Observatory (DCO, Observatorio del Carbono Profundo), “ha cesado casi
por completo la investigación de esta sustancia fascinante”. Hazen se hace la
principal pregunta de este esfuerzo científico: “¿Dónde está el carbono que
falta en la Tierra?”. Los cálculos aproximados son los siguientes: la
información suministrada por los meteoritos indica que, al formarse, la Tierra
contenía un 3% de carbono, mientras que las fuentes actuales conocidas de este
elemento, que son la vida, las rocas carbonatadas y el dióxido de carbono en la
atmósfera, suman únicamente un 0,1%. Hazen especula: “Debe de haber cantidades
significativas encerradas en el manto y el núcleo del planeta. ¿Podremos
encontrarlas?” Algunos creen que hasta un 1% del núcleo está formado por
carbono, 50 millones de veces la cantidad que contiene toda la vida sobre la
Tierra.
La geología
se une a la física, la química y la biología para intentar revelar no solo la
cantidad, sino los movimientos, las formas y los orígenes del carbono en el
planeta. Los primeros resultados se han presentado en una sesión en la Academia Nacional de Ciencias
de Estados Unidos junto a lo que se puede calificar de carta a los
Reyes Magos de todo lo que les gustaría llegar a saber a las decenas de
investigadores de nueve países que participan en el programa DCO, que tiene un
presupuesto de 500 millones de dólares (385 millones de euros). Y es que, entre
los 88 elementos conocidos en la Tierra, el carbono es único, es clave para la
vida y el clima y se puede enlazar consigo mismo y también con prácticamente
todos los demás elementos.
La vida
surgió hace unos 3.500 millones de años, pero no empezó a influir significativamente
en la diversidad de minerales y, con ello, en la propia Tierra hasta hace unos
1.800 millones de años, recuerda el investigador Robert T. Downs. El carbono en
la Tierra se traslada, junto a otros elementos, por el mecanismo (tan antiguo
pero tan nuevo para la ciencia) de las placas tectónicas. La corteza, con los
restos de vida, se hunde en algunas zonas y el carbono vuelve a la superficie,
por ejemplo por las emanaciones de los volcanes, en una compleja coevolución de
la geosfera y la biosfera. Sin embargo, no se conoce hasta qué profundidades
llegan los flujos.
El carbono se
presenta de muchísimas formas, desde el blando grafito de un lápiz al duro y
valioso diamante. Hay nuevas tecnologías que están permitiendo conocer la edad,
la profundidad y la parte de la Tierra de donde procede cada diamante y que
también facilitan sintetizarlos. Se cree que los diamantes se formaron a una
profundidad de más de 100 kilómetros en condiciones de gran presión, y las
vetas migraron hacia la superficie.
Como resulta
que la vida también existe a grandes profundidades relativas, allí se pudo
originar, creen los científicos. “Allí donde perfores hasta uno o dos
kilómetros encuentras vida microbiana, escasa pero resistente”, dice la
investigadora francesa Isabelle Daniel. “Estos microbios profundos, que habitan
intersticios en las rocas, sobreviven gracias a la energía química de los
minerales”. Entre los microbios hay virus, que son capaces de insertar su
material genético en otros microbios. “Esta zona profunda bajo la superficie
puede haber actuado como un laboratorio natural para el origen de la vida, en
el que se realizaron paralelamente múltiples experimentos hasta que surgió”,
comenta John Baross, que ha reunido las aportaciones de los científicos al
libro. Las bacterias de las profundidades, por ejemplo, son organismos
vivientes, pero pueden estar sin dividirse, sin reproducirse durante millones
de años, creen los científicos. “Todavía no sabemos hasta qué grado son zombies
microbianos, que no pueden revivirse”, comenta Steven D’Hondt, otro de los
investigadores.
Otro de los
grandes temas que interesan es distinguir los gases de origen biológico de los
de origen químico-físico. Cuando se perfora a grandes profundidades se
encuentran depósitos de metano, pero su origen es objeto de debate. No se sabe
si se trata del reciclaje de la vida en la superficie terrestre o puede
proceder de reacciones químicas en la zona más profunda de la corteza o en el
manto. Un nuevo espectrómetro de masa de alta resolución, que se desarrolla en
el marco del DCO, puede dar pronto la respuesta en cada caso analizado.
El volcán Oldoinyo
Lengai, en Tanzania, es actualmente el único que emite rocas del carbono
profundo, procedentes del manto terrestre.
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