El polvo espacial más antiguo encontrado hasta el momento
en la Tierra sugiere que la antigua atmósfera de la Tierra tuvo
significativamente más oxígeno de lo que se pensaba, según un estudio.
Aunque el gas de oxígeno actualmente representa alrededor de una quinta
parte del aire de la Tierra, había por lo menos 100.000 veces menos oxígeno en
la atmósfera primordial o antigua, según los investigadores. El oxígeno
reacciona fácilmente con otras moléculas, lo que significa que se une rápidamente
a otros elementos y es extraído de la atmósfera.
Investigaciones anteriores sugieren que los niveles significativos
de gas oxígeno comenzaron a construirse de forma permanente en la atmósfera con
el Gran Evento de Oxidación, que tuvo lugar hace unos 2,4 millones de años.
Este evento fue probablemente causado por las cianobacterias - microbios que,
como las plantas y la fotosíntesis, liberan oxígeno.
La mayor evidencia con respecto a la cantidad de oxígeno
que había en el aire de la Tierra en el pasado se refería a la atmósfera
inferior. Hasta ahora, los científicos no tenían ninguna manera de probar los
niveles de oxígeno en la atmósfera superior de la Tierra antigua.
En este estudio,
los científicos que analizan pequeños meteoritos encontraron que las partes
altas de la atmósfera de la Tierra primitiva pudieron no haber sido pobres en
oxígeno como se pensaba. En cambio, la atmósfera superior de la antigua Tierra
puede haber poseído casi la misma cantidad de oxígeno que hoy, según los
investigadores.
"Con este proyecto se ha abierto una nueva forma de
investigar la antigua atmósfera de la Tierra", dijo el autor principal,
Andrew Tomkins, geocientífico de la Universidad de Monash en Melbourne,
Australia.
EL POLVO ESPACIAL
Los investigadores analizaron 60 muestras de meteoritos
microscópicos de piedra caliza antigua recogidos en la región de Pilbara, en
Australia Occidental. Estas partículas de polvo cósmico tienen 2,7 mil millones
de años de edad, el más antiguo encontrado hasta el momento.
"No estábamos seguros de que el proyecto iba a
funcionar", dice Tomkins. "El proyecto comenzó como un proyecto de
investigación estudiantil, y tomó un poco de riesgo tratar de encontrar
micrometeoritos cuando pocas personas lo habían intentado antes. Yo tenía
algunos planes de copia de seguridad, pero toda la tensión se convirtió en una
gran cantidad de emoción cuando encontramos nuestros primeros micrometeoritos
".
Los micrometeoritos eran
de entre 2 a 12 veces más delgados que la anchura de un cabello humano
promedio. Son esférulas cósmicas - restos de meteoritos del tamaño de granos de
arena que se desintegraron durante la reentrada atmosférica. La investigación
anterior sugiere que este tipo de partículas se funden a una altura de
alrededor de 75 a 90 kilómetros.
Los científicos analizaron los micrometeoritos utilizando
microscopios de electrones y rayos X de alta energía desde el Sincrotrón de
Australia. Ellos encontraron que una porción significativa del hierro en estos
meteoritos había reaccionado con el oxígeno para formar minerales de óxido de
hierro, lo que sugiere que la atmósfera superior delgada en la que se fundieron
era más rica en oxígeno de lo que se pensaba.
Uno de los 60 micrometeoritos de 2.7 mil millones de años de edad, hallados en Pilbara, region del oeste de Australia. Estos micrometeoritos están compuestos por minerales de óxido de
hierro que se forman cuando las partículas de polvo de metal de hierro
meteorítico se oxidan al entrar en la atmósfera de la Tierra, lo que indica que
la atmósfera superior antigua era sorprendentemente rica en oxígeno. Imagen de Andrew Tomkins.
"Una vez que recuperamos los primeros
micrometeoritos, me di cuenta de que los minerales dentro de ellos nos decían
que habían sido oxidados en la atmósfera superior," dijo Tomkins.
"Estas eran esencialmente las primeras muestras de la atmósfera superior
de la Tierra antigua."
Este hallazgo fue inesperado " ya que se ha
establecido firmemente que la atmósfera inferior de la Tierra era muy pobre en
oxígeno hace 2.7 mil millones de años", afirma el coautor del estudio
Mateo Genge, profesor en el Departamento de Ciencias de la Tierra e Ingeniería
del Imperial College de Londres. "Cómo la atmósfera superior podría
contener tanto oxígeno antes de la aparición de organismos fotosintéticos fue
un verdadero rompecabezas."
¿QUÉ PUDO HABER OCURRIDO?
Imagen de la atmósfera terrestre.
Un posible origen de este oxígeno es que la luz solar
rompió el vapor de agua en la atmósfera baja en hidrógeno y oxígeno - el
oxígeno podría haber subido a la atmósfera superior, mientras que el hidrógeno más
ligero habría escapado de la atmósfera de la Tierra hacia el espacio exterior.
Otra posibilidad es que la luz solar desintegró el gas de dióxido de azufre
emitido por los volcanes en azufre y oxígeno - el azufre podría haberse
condensado para formar partículas que cayeron a la Tierra, dejando tras de sí
el oxígeno, según los investigadores.
"Una precaución - es importante entender que la
densidad de la atmósfera en las grandes alturas muestreadas por micrometeoritos
es extremadamente delgada", dijo Tomkins. "No estamos hablando de la
generación de grandes cantidades de oxígeno aquí, sino de proporciones elevadas
de oxígeno en relación con los otros gases."
Sigue siendo incierto cómo la atmósfera superior antigua
podría haber sido tan rica en oxígeno, mientras que la antigua atmósfera
inferior permaneció pobre en oxígeno. Los investigadores sugieren que una capa
de neblina de metano pudo haber existido entre la atmósfera superior e
inferior, reduciendo la mezcla entre ellos.
"Se piensa que el metano fue producido por los
primeros organismos unicelulares conocidos como metanógenos. Estos existen hoy
también", dijo Tomkins. "Ha habido mucho debate en cuanto a la
cantidad de metano que podría haber existido, y cuando podría haber surgido por
primera vez. La idea general es que el metano, combinado con dióxido de
carbono, pudo haber creado una niebla orgánica si las condiciones eran
adecuadas".
El siguiente paso "es tratar de extraer
micrometeoritos a partir de rocas de un rango de edades, para examinar cómo la
química de la atmósfera superior de la Tierra podría haber cambiado durante
períodos muy largos de tiempo geológico", dijo Tomkins. "Debe ser
posible utilizar micrometeoritos para investigar los cambios en la composición
atmosférica a través de muy amplios períodos de tiempo."
"También debe ser posible encontrar micrometeoritos
en Marte", agregó Tomkins. "Si los robots pueden encontrarlos, y de
alguna manera determinar su edad de entrada en la atmósfera, podrían utilizarse
para investigar los cambios en la atmósfera de Marte."
Los detalles de esta investigación fueron publicados en
la edición del 12 de mayo de este año en la revista Nature.
Artículo extraído de www.space.com
Para ver el artículo original, clic aquí.
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