La Historia de los Suelos en el Contexto de la Historia de la Tierra

En algunos post anteriores ya os comentamos algunos posibles escenarios de como pudo ser la edafosfera en algunas épocas geológicas remotas. En dos entregas (ver enlaces al final del post) os mostré varios de los rasgos más generales. Sin embargo me siento un tanto frustrado, por cuanto aunque nuestro conocimiento de la Historia de la Tierra avanza rápidamente, permanecen grandes interrogantes por responder, muchos de los cuales no nos permiten aportar la información que desearíamos. Así por ejemplo, abajo os muestro tres noticias que nos informan de su pasado y futuro. Sin embargo, aunque se publiciten a bombo y platillo, apenas precisan mejor algunas fechas clave respecto a lo que leí hace más de dos décadas. Por otro lado, permanece un problema conceptual que también entorpece abordar el tema en mayor profundidad. Me refiero el interés en la búsqueda de un nuevo concepto de suelo, ya que según abracemos uno y otro, también cambia la historia de la edafosfera. Se trata de un tema que me interesa personalmente, por lo que suelo apresurarme a leer todo lo que cae en mis manos acerca de estos asuntos. Escribo este post justamente el día que la prensa nos informa que existe abundante agua en Marte, aunque aún no se han detectado rastros de vida. Pero vayamos al contenido de las noticias. La primera nos informa de que la Tierra será habitable para la vida “por lo menos otros 1.750 millones años, una conclusión que tiene en cuenta nuestra distancia del Sol y las temperaturas en las que es posible que el planeta tenga agua líquida. Después, «la desolación”. Sin embargo, al parecer no han contado con el ciclo de vida de la Tectónica de Placas, ya que cuando a ese motor nuclear que tenemos bajo nuestros pies, se le agote el combustible, sus efectos tornaran la Tierra inhabitable, con independencia de que nos encontramos dentro o fuera de la zona de habitabilidad del sistema Solar. Buscando en el ciberespacio, se asume que este último hecho tardará en ocurrir en unos 2.000 millones de años, aunque existen grandes incertidumbres. Eso sí, al cotejar estas tres informaciones, se puede inferir que podríamos (o no) salir de la zona de habitabilidad astronómica con anterioridad a que se consuma nuestro combustible radioactivo (¿como ya ocurrió en el Planeta Rojo?). ¡A saber!. En cualquier caso, al parecer, los océanos se evaporarían y un Tierra yerma, sin apenas agua, totalmente inhabitable convergería hacia la fisonomía que actualmente atesora Marte en la actualidad. No obstante, también debiera contemplarse que, hasta ese momento padeceremos un sinfín de avatares catastróficos en base a ciclos de diferente duración. Por ejemplo, se especula que en unos 5.000 años entraríamos en el próximo periodo glaciar, lo cual modificaría la edafosfera  en su estructura y extensión. A escalas más amplias, también se barrunta que el próximo conteniente generado por es el latir del corazón de la Tierra al que llamamos ciclo de Wilson, “debería acaecer aproximadamente en unos 200 millones de años.  Tal evento acarrearía cambios dramáticos sobre los suelos y la vida. También pudiera ser que antes de tal fecha entráramos, como en el pasado, en la fase de una Tierra casi totalmente helada, es decir en un nuevo periodo criogénico. Sin embargo. cometas y meteoritos de enormes proporciones podrían también acabar con la vida en el Planeta antes de los plazos peeviamjente aludidos. Como un ser vivo, podemos alcanzar la vejez estadísticamente predecible con la información que disponemos o fallecer mucho antes por eventos catastróficos a día de hoy impredecibles. ¡A saber!

 Eso sí, como los microrganismos son mucho más resistentes que los seres vivos complejos, todo apunta a que tarde o temprano, dependiendo de lo que desconocemos sobre los procesos naturales, cataclismos cósmicos, como de la propia estupidez del hombre, la edafosfera viviente terminará exclusivamente dominada por microbios, algo que con toda seguridad acaeció en sus inicios.

Historia de la Tierra. Fuente: Grren Fudge.org 

La segunda noticia nos explicita que “El esquema dominante es que la atmósfera careció de oxígeno -o al menos tenía menos de una cienmilésima de la concentración actual- durante la primera mitad de la historia de la Tierra; y que el llamado Gran Evento de Oxidación, el primer incremento relevante del nivel de oxígeno, ocurrió por tanto hace 2.300 millones de años. Los biólogos tienden a datar por esas fechas el origen de la primera célula moderna -la célula eucariota”. De este evento ya os informé en otro post cuyo enlace os proporciono abajo. De aquí se desprende, más o menos, que nuestro Planeta se encuentra aproximadamente en la mitad de su ciclo de vida, es decir es cuarentona. Ahora bien tal suposición también fue aceptada hace más de dos decenios. No obstante recordemos que el oxígeno se acumuló en la atmósfera cuando los sedimentos no pudieron secuestrarlo en mayores cantidades, es decir bastante después de que la vida microbiana surgiera en la Tierra o nos cayera del cielo (léase la Hipótesis de la “Panspermia”), es decir en su infancia (4.000 Millones de años). Posteriormente las bacterias fotosintéticas marinas (hará unos 3.000 millones de años) comenzaron a desprender el por aquel entonces tóxico O₂ (causando una gran extinción en masa). Como nos informa Wikipedia, hoy por hoy, se presupone que la vida microbiana logró colonizar la superficie terrestre hace unos 2.600 Millones de años. Sin embargo tal dato también se encuentra sujeto a grandes incertidumbres y controversias. Lo mismo ocurre con la “invasión de las primeras plantas y hongos: “la evidencia molecular sugiere que hongos pueden haber colonizado la tierra ya hace 1.000 Ma y las plantas hace 700 Ma”.

 Resumiendo, en los últimos decenios hemos ido refinando algunas fechas aunque, para mi frustración, no hemos clarificado ningún panorama general que nos proporcione imágenes más nítidas. La prensa ofrece a modo de primicia descubrimientos archiconocidos, cuando tan solo se aporta información marginal, no despreciable, pero irrelevante desde muchos puntos de vista para los propósitos aquí perseguidos.

Juan José Ibáñez      

Post Previos aludidos en el post

La Historia de la Tierra y La Evolución de los Suelos

Evolución de los Suelos Desde el Origen de la Tierra: Resumen Preliminar

Pero: ¿y la tectónica de Placas? ¿Cuándo finalizará? .

Evolución de la Biodiversidad a lo largo de la Historia de la Tierra (Ciclo de Wilson)

La Tierra dejará de ser habitable dentro de 1750 millones de años

Astrobiólogos de la británica Universidad de Anglia del Este (UEA) acaban de publicar en la revista Astrobiology una investigación en la que estiman el tiempo que le queda a nuestra querida bola azul para seguir resultando acogedora.

FUENTE | ABC Periódico Electrónico S.A. 19/09/2013

La Tierra mantendrá condiciones de habitabilidad, según calculan, por lo menos otros 1.750 millones años, una conclusión que tiene en cuenta nuestra distancia del Sol y las temperaturas a las que es posible que el planeta tenga agua líquida. Después, la desolación.

El equipo se fijó en planetas recientemente descubiertos fuera de nuestro sistema solar (exoplanetas) como ejemplos para investigar su potencial para albergar vida. «Hemos utilizado el concepto de ‘zona habitable’ para hacer estas estimaciones, la distancia de un planeta a su estrella en la que las temperaturas son propicias para que tenga agua líquida en la superficie», explica Andrew Rushby, de la escuela de Ciencias Ambientales de la Universidad de East Anglia y responsable del estudio.

«Hemos utilizado los modelos de evolución estelar para estimar el final de la duración de la vida habitable de un planeta determinando cuándo dejará de estar en la zona habitable. Creemos que la Tierra dejará de ser habitable en algún momento dentro de 1.750 a 3.250 millones de años. Después de este punto, la Tierra estará en la ‘zona caliente’ del Sol, con temperaturas tan altas que los mares se evaporarán. Se producirá un evento de extinción catastrófico y terminal que afectará a todas las formas de vida», relata Rushby.

LOS MICROBIOS, ÚLTIMOS SUPERVIVIENTES

Por supuesto, las condiciones para los seres humanos y otras formas de vida complejas ya se habrán vuelto imposibles mucho antes. «Y esto está siendo acelerado por el cambio climático provocado por el hombre. Los humanos tendríamos problemas incluso con un pequeño aumento en la temperatura», apunta el investigador. Cerca del final solo los microbios en nichos ambientales serían capaces de aguantar el calor. Después, también desaparecerán.

«Mirando hacia atrás una cantidad similar de tiempo, sabemos que hubo vida celular en la Tierra. Tuvimos insectos hace 400 millones de años, dinosaurios hace 300 millones de años y plantas florecientes hace 130 millones de años. Los seres humanos anatómicamente modernos sólo han existido durante los últimos 200.000 años, lo que significa que hace falta mucho tiempo para que la vida inteligente se desarrolle», apunta Rushby.

LAS POSIBILIDADES DE GLIESE 581D

El equipo cree que saber esto de nuestro planeta puede ser útil para conocer la vida en otros, ya que nos habla de la posibilidad de la evolución de la vida compleja y en qué etapa puede estar otro lugar de la galaxia, si es que esto fuera posible. «Por supuesto, gran parte de la evolución es cuestión de suerte, pero sabemos que las especies complejas e inteligentes, como los humanos, no pueden aparecer después de solo unos pocos millones de años, ya que llevó el 75% de toda la vida útil habitable de este planeta que evolucionara. Creemos que es probable que la historia sea similar en otro lugar».

Casi 1.000 planetas fuera de nuestro Sistema Solar han sido identificados por los astrónomos. El equipo de investigación analizó algunos de estos ejemplos, y estudió la naturaleza evolutiva de la habitabilidad planetaria con el tiempo astronómico y geológico. Compararon la Tierra con ocho planetas que se encuentran actualmente en su fase habitable, incluido Marte, y descubrieron que los mundos que orbitan estrellas con masas más pequeñas tienden a pasar más tiempo en su zona de habitabilidad.

Uno de los planetas a los que aplicaron su modelo es Kepler 22b, que puede mantenerse en la zona de habitabilidad de su estrella entre 4.300 y 6.100 millones años. Aún más sorprendente es Gliese 581d, con una duración de vida habitable de entre 42.000 y 54.700 millones de años. «Este planeta puede ser cálido y agradable diez veces más tiempo del que ha existido nuestro Sistema Solar». Los astrobiólogos creen que es posible que se encuentre un planeta habitable, similar a la Tierra, a una distancia de 10 años luz, lo que está muy cerca en términos astronómicos. Aunque llegar a él llevaría cientos de miles de años con la tecnología actual.

«Si alguna vez necesitamos planeta, Marte es probablemente nuestra mejor apuesta. Está muy cerca y se mantendrá en la zona habitable hasta el final de la vida del Sol. 6.000 millones años a partir de ahora», concluye Andrew Rushby.

Autor:   J. de J.

– La Tierra, desplazada hasta el borde de la ‘zona de habitabilidad’ del Sol

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– ¿Y si estamos solos en el Universo?: la Teoría de la Tierra Rara

3.000 millones de años chupando del Sol: El gran evento oxidativo

A diferencia de la contaminante industria moderna, la biología depende casi por entero de la energía solar.

FUENTE | El País Digital                                                                26/09/2013

 Un hombre puede obtener su energía comiéndose un filete, pero este proviene de una vaca que la obtuvo comiendo hierba. Y la hierba, como todas las plantas, obtiene la energía del Sol gracias a la fotosíntesis, la sutil y eficaz versión biológica de la placa solar, y la fuente del oxígeno atmosférico que permitió la evolución de formas complejas de vida, como el lector. Un proceso que, según la última investigación de Sean Crowe y sus colegas de la Universidad de British Columbia, en Canadá, y otros centros daneses, alemanes y sudafricanos, es extraordinariamente antiguo: la Tierra tiene 4.500 millones de años, y la oxigenación de la atmósfera ya estaba en marcha hace 3.000 millones, no mucho después de las primeras formas de vida conocidas en el planeta.

El esquema dominante es que la atmósfera careció de oxígeno -o al menos tenía menos de una cienmilésima de la concentración actual- durante la primera mitad de la historia de la Tierra; y que el llamado Gran Evento de Oxidación, el primer incremento relevante del nivel de oxígeno, ocurrió por tanto hace 2.300 millones de años. Los biólogos tienden a datar por esas fechas el origen de la primera célula moderna -la célula eucariota de la que estamos hechos todos los animales y las plantas-, aunque sus técnicas de datación genética no son muy precisas a esas grandes escalas.

Para examinar el pasado remoto de la atmósfera, Crowe y sus colegas han utilizado dos formaciones geológicas que rondan los 3.000 millones de antigüedad, las de Nsuze e Ijzermyn en el supergrupo de Pongola, en Sudáfrica. Y han examinado la distribución de isótopos (los distintos sabores en que viene cada elemento químico) de cromo y otros metales sensibles a las condiciones de oxidación, y por tanto al nivel de oxígeno atmosférico de la época.

Los resultados que presentan en Nature revelan un «extensivo desgaste por oxidación» en las rocas de aquella era remota. Y deducen que las inventoras de la tecnología fotovoltaica, las bacterias fotosintéticas, que se alimentan de energía solar y liberan oxígeno, ya estaban funcionando hace 3.000 millones de años. Eso es 600 millones de años antes del Gran Evento de Oxidación. A la hora de corregir las dataciones de sus colegas, no hay quien supere a un geólogo.

Los autores discuten la posibilidad de que el oxígeno que han observado en la atmósfera remota pudiera haber sido producido de forma abiótica (no biológica) a través de reacciones fotoquímicas. Pero sus números parecen descartarla, porque los niveles de oxígeno que han calculado están órdenes de magnitud por encima de la modesta capacidad de esos procesos. «Esto implicaría que las bacterias fotosintéticas habían evolucionado ya entonces«, sostiene Crowe, «lo que indica que la fotosíntesis tiene una historia mucho más remota de lo que se suponía«.

Autor:   Javier Sampedro

 El oxígeno apareció en la Tierra mucho antes de lo que se creía

La fecha del primer soplo de oxígeno en la Tierra podría haber tenido lugar entre 300 y 400 millones de años antes de lo que los científicos creían hasta ahora. Según se deduce de los análisis llevados a cabo con antiguos sedimentos, los primeros indicios de la existencia de oxígeno en la atmósfera terrícola retrocederían en el tiempo hasta la fecha final de 3.000 millones de años.

FUENTE | ABC Periódico Electrónico S.A. 03/10/2013

 Estos nuevos datos sitúan la presencia del oxígeno en nuestro planeta más de 600 millones de años antes de la Gran Oxidación, cuando los niveles de oxígeno atmosférico se elevaron espectacularmente. En los últimos seis años, varios estudios geológicos han datado la presencia de oxígeno en un arco de tiempo de entre 2.600 y 2.700 millones de años. Los científicos creen que algunos microorganismos fotosintéticos como las cianobacterias fueron las productoras del oxígeno. Por tanto, conseguir fechar las primeras muestras de oxígeno atmosférico tiene implicaciones también sobre cómo evolucionó la vida fotosintética en el planeta.

«Puesto que la fotosíntesis es un proceso complejo -explica el geólogo Sean Crowe, que ha liderado el estudio junto a Lasse Døssing, de la University of Southern Denmark, en Odense-, los científicos habían considerado siempre que la evolución debía de haber sido muy lenta». Los datos con los que cuenta el equipo, junto con estas primeras evidencias de la existencia del oxígeno en la atmósfera antes de la Gran Oxidación, desmentirían este concepto, completa Crowe, en la actualidad miembro de la University of British Columbia de Vancouver.

Los científicos de este equipo consiguieron hacer sus descubrimientos trabajando con rocas de una antigüedad de 3.000 millones de años, extraídas de una profundidad de 1.000 metros bajo tierra en Suráfrica. Lo que Crowe esperaba cuando iniciaron el trabajo era que los sedimentos revelaran la existencia de una Tierra carente de oxígeno. Pero en lugar de eso, el equipo se topó con la evidencia más antigua nunca encontrada de la presencia de moléculas de oxígeno en nuestro planeta.

Los investigadores utilizaron una técnica de alta sensibilidad para comparar formas estables del cromo -el cromo-52 y el cromo-53- con la que averiguar si en las rocas había signos de exposición al oxígeno. Hoy en día, el cromo-52 es más abundante en los sedimentos de la tierra que el cromo 53, porque el oxígeno atmosférico oxida más fácilmente al cromo-53 o a sus bandas de electrones. Cuando se oxida, el cromo-53 se disuelve en agua, por lo que los ríos lo arrastran hasta el mar.

En el trabajo que han publicado en la revista Nature bajo el título Atmospheric oxygenation three billion years ago, Crowe y su equipo detallan cómo encontraron que las muestras tomadas en Suráfrica tenían niveles sorprendentemente bajos de cromo-53, lo que sugería que el oxígeno estaba presente en la atmósfera en ese tiempo. Los investigadores también detectaron niveles más altos de cromo en los antiguos sedimentos oceánicos de esa misma zona.

Puesto que la técnica basada en el cromo sólo se ha empleado en los últimos años, algunos expertos prefieren ser muy cautelosos en el tratamiento de estos logros. «Se puede decir que estamos en una fase muy prematura y experimental de la interpretación de esos datos», incide el geobiólogo del Caltech Woordward Fischer.

En la misma línea se manifiesta el geoquímico de la University of Maryland in College Park James Farguhar quien, pese a considerar «un acontecimiento verdaderamente relevante el hallazgo de cromo oxidado con 3.000 millones de años de antigüedad», sugiere que, tal vez, otros elementos químicos que no han sido considerados hasta ahora podrían haber jugado un papel esencial en ese proceso de oxidación.

Es probable que estos resultados lleven a aclarar algunas cuestiones esenciales sobre la evolución de la vida fotosintética. Los científicos creen que las cianobacterias, principales sospechosas de la producción temprana de oxígeno, evolucionaron hace 2700 millones de años. Así pues, otros organismos podrían haber producido el oxígeno en esa época tan temprana, o bien las cianobacterias podrían haber evolucionado antes de lo que se pensaba. «La investigación -concluye el geobiólogo de la University of Washington in Seattle Roger Buick-, añade una mayor complejidad a nuestra imagen de cómo y cuándo se hizo nuestra Tierra con su oxígeno. Y sugiere que la fotosíntesis del oxígeno, la fuente de la mayoría del oxígeno con que contamos, evolucionó de forma muy importante antes de la Gran Oxidación».

Autor:   José Manuel Nieves

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