La Vida y la Tectónica de Placas: Cuando la Biosfera Modificó la Geosfera

La evolución de la vida sobre la superficie de la Tierra terminó por cambiar el clima, pero también la propia litosfera y probablemente la tectónica de placas, “en alguna medida”. Varios de los gases que actualmente componen la atmósfera son productos de los organismos vivos, como el inicialmente tóxico oxígeno (la gran oxidación) que, al parecer, fue indispensable con para la aparición de las primeras células eucariotas. Tras la génesis simbiótica de estas última, junto con el surgimiento de la atmósfera oxidante, se inició un salto de enorme magnitud hacia formas de vida cada vez más complejas. Pero también el oxígeno comenzó a penetrar hacia el manto terrestre en las zonas de subducción, cambiando la composición del mismo y como corolario la dinámica del manto terrestre sobre la que “flotan” los continentes. Posiblemente, se inició así un “cambio de estilo tectónico” que aun permanece por esclarecer en casi todas sus facetas. Pero no fue el único. En las zonas de subducción entre placas, parte de los sedimentos no ingeridos por el magma colisionan con las masas continentales emergidas, agregando sedimentos, en gran parte muy ricas en carbonato cálcico (acreción de litoesferoclastos). Que sepamos, las rocas carbonatadas (calcita, dolomía, margas), entre otras, son mayoritariamente producto de la vida, conformando en la actualidad una parte de la litosfera. Recordemos también que la tectónica de placas configura el relieve de nuestro Planeta. Sin tales materiales litológicos y el relieve, la biosfera habría evolucionado de otra manera. Lo mismo puede decirse de la edafosfera, por cuanto fisiografía, litología, clima y organismos, junto al tiempo son sus principales factores formadores. Así pues, también acaeció un cambio de estilo edafosférico que modifico drásticamente los paisajes de suelos (como ya publiqué en 1990). La vida pues cambio la estructura y dinámica inorgánica, siendo también producto de la mencionada dinámica abiótica.  Así pues todo apunta a que biosfera y geosfera pueden actualmente considerarse unidades indisociables. 

El Planeta Tierra y la Ubicación del Manto Terrestre. Fuente: Pole shift

La noticia que comentamos hoy nos informa de que el oxígeno, efectivamente se fue introduciendo en el manto terrestre, cambiando su geoquímica, que de alguna forma es pues también biogeoquímica. Y al hacerlo, “pudieron constituirse nuevos materiales y gases, que a la postre la actividad volcánica devolvía al exterior, pero ya no eran idénticos a los generados por la tectónica de placas primigenia, fuera como fuera. En consecuencia, podría casi asegurarse que la actividad y evolución biológica no solo generó un incrementó de biodiversidad, si no también de lito-diversidad, edafodiversidad y diversidad geomorfológica (a la que la vida también influyo por diferentes vías, como a los suelos), entre otras.   

 El artículo de investigación publicado recientemente por Science tan solo da cuenta de las posibles repercusiones de la “digestión” del oxígeno por el manto terrestre, el resto de una forma u otra, ya es conocido o fácilmente inferido a partir de los conocimientos actuales.

 No abundaré en los detalles que muestra la nota de prensa y más aun el trabajo original. Francamente, no me gusta como a otros bloggers repicar acríticamente descubrimientos noticias novedosas, hasta que no sean debidamente corroboradas por otros estudios. En eso consiste el método científico. Por esta razón detesto, las noticias que nos informan sobre los 10, 12 o 20 descubrimientos del año, ya que la mayoría de ellos no han sido debidamente corroborados, o aun se encuentran sometidos a intensos debates por parte de la comunidad científica, como el de “la vida basada en el arsénico”, cuyo devenir inmediato ya anunciamos aquí, en contra de los que se afanan en escribir puritito proselitismo acrítico de los “presuntos” avances de sus respectivas disciplinas. Entiendo que la divulgación científica debe ser crítica, no una mera propaganda de los intereses de los ámbitos en los que investigan algunos colegas. Empero la diversidad es positiva en última instancia, y así, podéis escoger y formaros vuestro propio pensamiento crítico.

 Resumiendo: día a día, surgen más evidencias de la inextricable interacción entre biosfera y geosfera: hablamos de las herencias inorgánicas que la vida orgánica genera.

Juan José Ibáñez            

Geologist’s Discoveries Resolve Debate About Oxygen In Earth’s Mantle

by Staff Writers; Kingston RI (SPX) Dec 16, 2010

 While there continues to be considerable debate among geologists about the availability of oxygen in the Earth’s mantle, recent discoveries by a University of Rhode Island scientist are bringing resolution to the question.

 According to Kelley, some scientists have argued that the availability of oxygen to the mantle hasn’t changed since the Earth was formed. However, if plate tectonics carry this oxidized material into the mantle, as she has demonstrated, then it is adding oxygen to the mantle. It also suggests that what takes place at the surface of the Earth probably influences what happens deep beneath the surface as well.

 Analysis of erupted rock from Agrigan volcano in the western Pacific near Guam found it to be highly oxidized as a result of its exposure to oxygen when it formed in the Earth’s mantle. When, over millions of years, seafloor rocks are transported back into the Earth’s mantle at subduction zones – sites on the seafloor where tectonic plates have collided, forcing one plate beneath the other – they deliver more oxygen into the mantle. The results of the research was presented at a meeting of the American Geophysical Union in San Francisco.

 «The cycling of oxygen at the Earth’s surface is central to the life and activity that takes place at the surface, but it is equally essential in the Earth’s mantle,» said URI Assistant Professor Katherine Kelley. «The availability of oxygen to the mantle is in part controlled by the oxygen at the surface.»

 Kelley said that this discovery is important because the availability of oxygen to the mantle controls what minerals are found there, how certain elements behave, and what kind of gasses might be expelled from volcanoes.

 «The most primitive samples of lava we can identify are the most oxidized,» she said. «That oxidation comes off the subducted plate at depth in the mantle and makes its way into volcanic magma sources that then erupt.»

According to Kelley, some scientists have argued that the availability of oxygen to the mantle hasn’t changed since the Earth was formed. However, if plate tectonics carry this oxidized material into the mantle, as she has demonstrated, then it is adding oxygen to the mantle. It also suggests that what takes place at the surface of the Earth probably influences what happens deep beneath the surface as well.

 At Brookhaven National Laboratory, Kelley analyzed tiny olivine crystals that contain naturally formed glass from the early histories of magmas, in which are found dissolved gases from volcanic eruptions. By analyzing the glass she determined the oxidation state of iron in rocks and related it to the dissolved gases, which are elevated in subduction zone magmas.

 This work follows a related study by Kelley that found that material from subduction zones are more oxidized than material from mid-ocean ridges where the plates are pulling apart. That study was published in the journal Science in 2009.

 «These are important processes to understand, but they are hard to get a clear picture of because they take place over such long periods of time,» Kelley said. «It’s one piece of the big puzzle of Earth’s evolution and how it continues to change.»