Crédito imagen: Pixabay, dominio público (CC0).
Documento: Oxidación atmosférica tardía retardada y variable debido a las altas tasas de colisión en la Tierra.
Autores: S. Marchi, N. Drabon, T. Schulz, L. Schaefer, D. Nesvorny, WF Bottke, C. Koeberl y T. Lyons.
Haz una respiración profunda. Tus pulmones se llenan de aire y oxígeno vital. No solo tú, sino toda la vida superior depende del oxígeno. En el eón Arcaico, que duró de 4 a 2500 millones de años antes del presente, la atmósfera de la Tierra no contenía oxígeno. ¿Cómo se acumuló el oxígeno en la atmósfera? Un equipo de investigadores descubrió que la evolución de nuestra atmósfera estuvo fuertemente influenciada por los impactos de grandes meteoritos cuando nuestro planeta aún era joven.
Crédito: Imagen de Govindjee, Dmitriy Shevela (WikiCommons), Creative Common (CC BY 3.0).
Durante su historia, la Tierra experimentó cambios radicales.
Uno de los más grandes y quizás el más importante para la evolución de la vida moderna tal como la conocemos, fue el Gran Evento de Oxidación (Great Oxidation Event, GOE) hace 2.500 millones de años. Marca el momento de un cambio fundamental en la composición atmosférica de la Tierra cuando el oxígeno libre estuvo disponible en la superficie por primera vez. Existen diferentes líneas de evidencia para este evento. Uno de los más emblemáticos es la repentina aparición global de hermosas estructuras de hierro, llamadas formaciones de hierro en bandas. Se formaron cuando la presencia de oxígeno llevó a la oxidación y sedimentación del hierro en los océanos. Sin embargo, hay muchas señales de que la oxidación de la atmósfera no fue un evento suave, sino precedido por un complicado ir y venir entre las condiciones anóxicas y óxicas.
Crédito Imagen: James St. John (Flickr), Creative Common (CC 2.0).
¿Cuál fue la razón de las fuertes fluctuaciones de oxígeno en el Arcaico tardío?
Simone Marchi y sus colaboradores mostraron cómo los impactos de meteoritos podrían haber afectado la evolución de la atmósfera.
El material meteorítico está fuertemente reducido. Cuando se coloca en una atmósfera que contiene oxígeno, se meteoriza y consume oxígeno. Por lo tanto, es importante rastrear cuánto material se entregó a la Tierra (meteoritos) durante su acreción.
Para ello, el equipo de Marchi utilizó dos fuentes de información.
La primera es el registro de cráteres de la superficie de la Luna. La ausencia de tectónica y atmósfera preservó la superficie de la intemperie y nos permite tener una idea decente de la historia de impactos de la Luna.
La segunda fuente son los sedimentos antiguos de la Tierra, que contienen una gran cantidad de diminutas esférulas de vidrio. Estas esférulas se forman cuando un gran trozo de roca golpea el suelo. La energía del impacto es lo suficientemente alta como para derretir parcialmente la superficie y al impactador. Luego, la masa fundida se enfría rápidamente y forma esferas vidriosas.
Conocemos al menos 16 de estas capas de sedimentos con esférulas. Los científicos pudieron estimar el tamaño de los meteoritos que crearon la masa fundida a partir del grosor de las capas y la distribución del tamaño de las esférulas. Con la ayuda de modelos astrofísicos sobre la formación de meteoritos, infirieron cuánto material meteorítico aterrizó en la Tierra durante el Arcaico.
Compararon la cantidad de oxígeno que se necesitaría para oxidar el material recién acumulado con la cantidad de oxígeno producida por diferentes procesos geológicos y biológicos, como las cianobacterias.
Conclusiones
Sus estimaciones muestran que probablemente no había oxígeno en la atmósfera antes de los 3000 millones de años antes del presente. Además, los impactos de grandes meteoritos podrían haber entregado suficiente material a la vez para consumir todo el oxígeno ya acumulado al final del Arcaico. Esto podría ayudar a explicar los cambios repetidos de períodos de condiciones que contienen oxígeno y condiciones de no oxígeno.
Es asombroso cómo nuestro planeta cambió durante sus 4.500 millones de años de existencia y cómo los procesos en el cielo afectan nuestra vida aquí en la superficie de la Tierra. El pasado de nuestro planeta todavía está cubierto de misterio y muchas preguntas siguen sin respuesta, pero poco a poco comenzamos a comprender la historia de la Tierra y con ella también la nuestra.
Fuente: Geobites.
Artículo original: ‘How did giant impacts influence our atmosphere?‘ Max Winkler. Nov. 29, 2021. Licencia internacional Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0.
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Historia Geológica de la Tierra
- Historia geológica de la Tierra. Wikipedia.
Sobre la fotosíntesis oxigenada
Crédito: CSIRO / Wikipedia.
En algún momento de la historia temprana de la Tierra, el planeta dio un giro hacia la habitabilidad cuando un grupo de microbios emprendedores conocidos como cianobacterias desarrollaron la fotosíntesis oxigenada, la capacidad de convertir la luz y el agua en energía, liberando oxígeno en el proceso.
Este momento evolutivo hizo posible que el oxígeno se acumulara eventualmente en la atmósfera y los océanos, lo que provocó un efecto dominó de diversificación y dio forma al planeta habitable de forma única que conocemos hoy.
Ahora, los científicos del MIT tienen una estimación precisa de cuándo se originaron por primera vez las cianobacterias y la fotosíntesis oxigenada. El artículo a continuación lo presenta y contiene una selección de recursos sobre el Gran Evento de Oxidación (Great Oxidation Event, GOE).
- Enfocando los orígenes de la “innovación evolutiva más importante de la Tierra”. Carlos Costa. LIADA Sección Planeta Azul. Septiembre 30, 2021.
Sobre los impactos en el Sistema Solar Interior
Un artículo en profundidad sobre los cráteres en el Sistema Solar como medio de estudio de la historia de éste, escrito por uno de los investigadores más prolíficos en el tema:
- Scientific American/Cratering in the Solar System. William K Hartman (Disponible en la biblioteca electrónica Focus-Timbó).
Del mismo autor, una historia sobre la cronometría de los cráteres:
- Crater Chronometry: Early History And Current Issues. William K Hartman. Planetary Science Institute, 2015.
Las muestras recogidas por el rover chino Chang’e 5 permiten calibrar con precisión la cronología de los cráteres lunares
Imagen creada con: Lunar QuickMap [ https : // QuickMap . LROC . ASU . Edu ], una colaboración entre la NASA, la Universidad del Estado de Arizona y Applied Coherent Technology Corp.
Una sonda lunar lanzada por la agencia espacial china trajo recientemente las primeras muestras frescas de roca y escombros de la Luna en más de 40 años. Ahora, un equipo internacional de científicos, incluido un experto de la Universidad de Washington en St. Louis, ha determinado la edad de estas rocas lunares en cerca de 1,97 mil millones de años.
Todas las rocas volcánicas recolectadas durante el Programa Apolo tenían más de 3 mil millones de años y todos los cráteres de impacto jóvenes cuyas edades se han determinado a partir del análisis de muestras son menores de mil millones de años. Así que las muestras de Chang’e-5 llenan un vacío crítico». El siguiente artículo lo presenta:
- Muestras de Chang’e-5 revelan la edad clave de las rocas lunares. Carlos Costa. Sociedad Astronómica Octante, SAO. Agosto 10, 2021.
Lluvia de asteroides en el sistema Tierra-Luna hace 800 millones de años revelada por cráteres lunares
Crédito de la imagen: Murayama, Universidad de Osaka.
Un equipo de investigación dirigido por la Universidad de Osaka analizó las edades de formación de 59 cráteres lunares con un diámetro de aproximadamente 20 km utilizando la cámara de terreno (Terrain Camera, TC) a bordo de la nave espacial, el orbitador lunar Kaguya.
Este grupo demostró que un asteroide de 100 km de diámetro fue interrumpido (se disgregó) hace 800 millones de años (800 Ma) y que al menos (4-5) × 10 16 kg de meteoritos, aproximadamente 30-60 veces más que el del impacto de Chicxulub, deben haber impactado el sistema Tierra-Luna. Lee el artículo completo:
- Lluvia de asteroides en el sistema Tierra-Luna hace 800 millones de años revelada por cráteres lunares. Carlos Costa. Sociedad Astronómica Octante, SAO. Julio 23, 2020.
Sobre las Esférulas de Impacto
Figura Izquierda. Los investigadores están aprendiendo detalles sobre los impactos de asteroides que se remontan a la historia temprana de la Tierra mediante el uso de un nuevo método para extraer información precisa de diminutas «esférulas» incrustadas en capas de roca. Las esférulas se crearon cuando los asteroides chocaron contra la Tierra, vaporizando la roca que se expandió como una columna de vapor gigante. Pequeñas gotas de roca fundida en la columna se condensaron y solidificaron, volviendo a la superficie como una capa delgada. Esta muestra se encontró en Australia Occidental y se formó hace 2.630 millones de años como consecuencia de un gran impacto. Créditos: Foto de Oberlin College / Bruce M. Simonson.
Las esférulas se crearon cuando los asteroides chocaron contra la Tierra, vaporizando la roca que se expandió al espacio como una columna de vapor gigante. Pequeñas gotas de roca fundida y vaporizada en la columna se condensaron y solidificaron, cayendo de regreso a la Tierra como una capa delgada. Las partículas redondas u oblongas se conservaron en capas de roca, y ahora los investigadores las han analizado para registrar información precisa sobre los asteroides que impactaron la Tierra desde hace 3.500 millones a 35 millones de años.
«Lo que hemos hecho es proporcionar la base para comprender cómo interpretar las capas en términos del tamaño y la velocidad del asteroide que las creó», dijo Jay Melosh , experto en cráteres de impacto y Profesor Distinguido de Ciencias Terrestres y Atmosféricas, Física e Ingeniería Aeroespacial en la Universidad de Purdue. Lee el artículo, aquí:
- Tiny ‘spherules’ reveal details about Earth’s asteroid impacts. Emil Venere, Purdue University. April 25, 2012.
Crédito: Scott Peterson (micro-meteorites.com).
Curiosidades
A)_ Ensayando la Fotosíntesis en la luz de estrella Enanas Rojas
Crédito: Imágenes de Ezume / Shutterstock.
Una pregunta básica y obvia es, si una enana roja podría albergar vida. Esto se debe a que la luz que produce es mucho más fría, tenue y roja que la luz que sustenta la vida en la Tierra.
Ahora obtenemos una especie de respuesta gracias al trabajo de Riccardo Claudi en el Observatorio Astronómico de Padova en Italia y colegas. Ellos han recreado el espectro de luz de una enana roja y han demostrado que las bacterias pueden recolectarlo para la fotosíntesis.
Su trabajo sugiere que, al menos en lo que respecta al espectro de luz, las enanas rojas tienen la capacidad de albergar formas de vida fotosintéticas. A su vez, esto sugiere el tipo de firma biológica que estas formas de vida podrían presentar a observadores distantes, como nosotros.
- La luz de las estrellas enanas rojas se utiliza para cultivar bacterias fotosintetizadoras. Carlos Costa. Sociedad Astronómica Octante, SAO. Marzo 7, 2021.
B)_ ¿Cuánto más durarán el CO2 y el O2 en la atmósfera de la Tierra?
Los gases que rodean nuestro planeta, ricos en oxígeno desde hace unos 2.400 millones de años, tienen fecha de caducidad y la atmósfera acabará agotando tanto su CO2 como su oxígeno, según un nuevo estudio que ha puesto en perspectiva la vida útil de nuestra capa protectora. Este hecho no solo tiene implicaciones para la vida en la Tierra, si no también para la búsqueda de vida en planetas similares a esta más allá del Sistema Solar.
- La atmósfera de la Tierra tiene fecha de caducidad. Héctor Rodríguez. NatGeo. Marzo 9, 2021.