¿fue común la vida en el hadico? ¿cuándo, cómo, … geologia p&d… · - el arcaico hasta...
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• ¿Fue común la vida en el Hadico?
P&D biosfera: El fenómeno de la vida en la tierra
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Primeras evidencias
Metodología de trabajo
¿Hay suficientes datos?
¿cuándo, cómo, dónde?
El Uranio en rocas y cristales antiguos se mide con nuevas técnicas
La nueva técnica es tomografía de atómica, aplicada por el equipo de John Valley en las Jack Hills.
Ahora investigan todos los circones del mundo
P&D biosfera: Origen de la Tierra 2
Zircon Giga-años=Ga=Miles de millones de años=MKa
HÁDICO 4,55- 3,8 Kma=Ga
Hades= mundo subterraneo mitológico donde
habitaban los espíritus de los muertos: el infierno
de la Tierra... rocas superficiales basálticas
acribilladas desde el espacio por meteoritos y
planetoides...
Por definición, no puede haber huellas de esas
rocas... los circones más antiguos se han datado
en torno a 4,4 Kma en el cratón de Australia
Occidental)
En sus primeros 1000 Ma de evolución la Tierra
está sacudida por eventos catastróficos:
- impactos meteoríticos,
- hundimiento de metales densos (se origina el
núcleo férrico)
- flotación de materiales menos densos (originan
una corteza incipiente que se destruye y recicla)
- escape de gases (originarán la atmósfera y la
hidrosfera primitivas)
P&D biosfera: Origen de la Tierra 3
El cristal más antiguo: circón. Tiene 4,400 KMa
El año pasado, en la revista Nature se presentó el cristal de circón de las Jack Hills, en australia occidental.
El autor es John Valley y colegas, profesor de Geología
4 P&D biosfera: Origen de la Tierra
El cristal, que contiene U, se formó poco después de la formación de la primera corteza.
Las rocas más antiguas: 4,28 KMa Norte de Quebec, Hudson, Canadá, 40 km al sur de Inukjuak, Nuvvuagittuq
La edad se ha medido isotópicamente con Neomidio-142. La vida media del 60Nd es de 4,1 Kma por lo que no se había podido aplicar hasta ahora…
Los gneisses de Acasta, Canada
Envejecen la primera corteza 300.000 (300 Ky)
Conocidas como "falsas-amfiboliltas ", o gneisses pueden ser las primeras rocas formadas en la corteza primaria de la Tierra.
La primera que se formó al enfriarse la tierra…
Los descubridores fueron el doctorando J. O’Neil, y los Drs. R. Carlson, K. Stevenson (Quebec U) y Don Francis, este último, autor de la foto, profesor de la Universidad McGill.
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Geoquímica de la corteza primigenia: Se detecta actividad tectonica y volcánica de hace 3,8 KMa 18/1/2013
En el SW de Groenlandia: Foto de Jacques Descloitres, MODIS Land Rapid Response Team, NASA Visible Earth
Carnegie Institution
La composición geoquímica de las viejas rocas de Groenlandia se asemeja a la de los modernos arcos isla oceánicos como Hawai.
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La tierra primordial
Natonal Geographic
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Roca y Gases
P&D biosfera: Origen de la Tierra
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EL PRECÁMBRICO abarca 4 KMa de Historia de
la Tierra, representa tres de sus cuatro eones:
- El HÁDICO hasta 3,8 KMa.... primera corteza
estable
- El ARCAICO hasta 2,5 KMa... inicio de la
tectónica de placas
- El PROTEROZOICO (anterior a la vida), hasta
545 Ma
Conocimiento parcial a partir de escasos datos:
Rocas antiguas, sujetas a intensos cambios...
dominan las rocas metamórficas muy
deformadas, en las que se han destruido las
señales primarias originales como los ambientes
sedimentarios…
el primer continente de la Tierra pudo haberse formado como la actual Islandia
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Los gneisses de Canada tienen una geoquímica similar , se caracterizan por ser ricas en Fe, bajo O y tierras raras. J. Reimink et al, Nat. Geosci., 2013, DOI: 10.1038/ngeo2170
Las formaciones de hierro bandeado: BIF
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Muestra de mano de una BIF. Son rocas sedimentarias. El Fe se concentra en las bandas claras y oscuras. Las bandas rojizas y anaranjadas son materiales detrítico-silíceos con altos contenidos ferruginosos (que le dan esos colores). Los colores dorados pertenecen a ojos de tigre, una variedad de la calcedonia (Silíceo). Autor: Maitri.
• Las FORMACIONES DE HIERRO BANDEADO (banded iron
formations: BIF´s): son rocas ferruginosas con máximo
desarrollo entre 3,8 Kma y 600 Ma
• Consisten en una alternancia de capas (mm a m) de óxidos
de Fe (hematites, magnetita) y cherts; constituyen la mayor
reserva de Fe a escala global
La liberación y el transporte del hierro en soluciones acuosas
(mares, rios) se explica por una atmósfera con menos oxígeno
(reduce los valores de Eh) y más CO2 ...
Su precipitación en las zonas someras puede ser el resultado
de la producción local de oxígeno por fotosíntesis (mayor
oxidación en las zonas de mayor proliferación de la vida)
ARCAICO PROTEROZOICO
P&D biosfera: Origen de la Tierra 11
¿Cómo?
• ¿Entre 3,8 a 2 Kma hay rocas que precisan la presencia de vida para explicarse?
• ¿Qué sabemos de la vida en la tierra primigenia hasta ahora?
• ¿qué necesitamos saber para indagar en su remoto origen?
• ¿por dónde empezamos?
P&D biosfera: Origen de la Tierra 12
Génesis de las BIF
• Son resultado de los ambientes de la antigua superficie terrestre, y requieren de unas condiciones redox y vías de transporte del hierro muy diferentes a las que hay en la actualidad.
• La ausencia de elementos detríticos en estas rocas indica que se depositaron por debajo del nivel de base del oleaje.
• Para su formación se requiere la presencia de Fe2+ (hierro en estado reducido) disuelto en el agua, por lo que es muy importante conocer las fuentes del mismo.
• Actualmente, tanto la magnetita como la siderita son los mayores proveedores de Fe2+.
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Teorías
• Origen biológico: supone que las bacterias fotosintéticas fueron muy importantes para la génesis de las BIF, puesto que al producir oxígeno libre, éste oxidaría el Fe2+ disuelto en las aguas ―muy abundante en las épocas anteriores a 1,8 KMa― que pasaría a ser Fe3+ (estado oxidado del hierro).
• Se debió de producir a gran escala hace 2,4 KMa, en lo que se conoce como la Gran Oxidación.
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• Como el Fe3+ es insoluble en el agua, se depositaría en los fondos marinos y de aguas continentales, dando origen a los minerales de hierro de las BIF.
• La alternancia de bandas de hierro y bandas no férricas puede explicarse por fluctuaciones en la cantidad de cianobacterias, reduciéndose su número al contaminarse el agua cuando la cantidad de oxígeno era tan abundante que el hierro disuelto no podía neutralizarlo. Otra hipótesis sugiere que los bandeados se producían por cambios estacionales en la temperatura del agua.
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Pero ¿y las formaciones más antiguas?
• La presencia de cianobacterias explica satisfactoriamente las BIF que se depositaron a partir de la Gran Oxidación, pero este modelo no sirve para formaciones más antiguas, debido a la poca abundancia de oxígeno.
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¿Cómo?
• ¿Entre 3 a 2 KMa hay rocas que precisan la presencia de vida para explicarse?
• ¿Qué sabemos de la vida en la tierra primigenia hasta ahora?
• ¿qué necesitamos saber para indagar en su remoto origen?
• ¿por dónde empezamos?
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P&D biosfera: El fenómeno de la vida en la tierra
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De la geoquímica a la bioquímica
¿qué significa la presencia de un circón más antiguo que la roca que lo contiene?
El circón revela además que el granito, el magma en el que cristalizó, se formó en unos 100 Ma
respuestas
¿fue el Hádico tan duro como lo pintan?
Afloramiento de las Jack Hills, Australia occidental. Tienen unos 3 Kma. Las rocas son ricas en hierro, como puede verse en la foto.
Formaciones de Hierro Bandeado
• Las BIF: Una forma de explicar la oxidación del hierro en un momento anterior al evento de la Gran Oxidación sería mediante la acción de bacterias fototróficas anoxigénicas (BAFAS), un tipo de bacterias que realizan la fotosíntesis (utilizan la luz como fuente de energía) sin producir oxígeno.
• Las BAFAS tienen clorofila, bacterioclorofila, diferente a la de las plantas
• Utilizan azufre, hidrogeno y otros compuestos en la fotosíntesis, exclusivo de los procariotas.
Vale, no había oxígeno pero ¿ya había vida? ¿existían ya las bacterias anoxigénicas
En la actualidad hay bacterias anoxigénicas “presas” bajo el hielo glaciar. Ej.: Taylor
Oxido de hierro poco soluble en el glaciar Taylor
BIF también: En ambientes glaciales En ambientes lacustres En ambientes hidrotermales y volcánicos En ambientes evaporíticos