Los orígenes de la vida en la Tierra       

 

 

Por David A Kring.

Traducción y comentarios: Jesús A. Guerrero Ordáz. ALDA.

28 de enero de 2021.

 

El impacto de un asteroide puede haber matado a los dinosaurios, pero los ataques cósmicos anteriores podrían haber ayudado a generar vida en primer lugar.

 

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La hipótesis del origen de la vida por impacto sugiere que cuando la Tierra primitiva fue golpeada por asteroides, dio lugar a vastos sistemas hidrotermales que podrían haber servido como crisoles para la vida. Crédito: Astronomía: Roen Kelly.

 

 

Hace cuatro mil millones de años, ocho planetas florecientes, incluido un  mundo rico en agua bajo fuego, acechaban dentro del disco de escombros alrededor de una estrella joven. El gas nebular primordial del Sol había desaparecido, pero el espacio interplanetario permanecía lleno de escombros rocosos que golpeaban las superficies planetarias. Los impactos más grandes destruyeron atmósferas en desarrollo y arrojaron roca derretida al espacio, arrojando trozos de planetas a través del Sistema Solar.

 

 

Debido a este ataque, la superficie de la Tierra fue remodelada  repetidamente. Los asteroides más grandes vaporizaron los mares y las rocas primitivas, derritiendo la corteza dentro de cada cráter y creando una espesa nube de partículas que bloquearon temporalmente la llegada de la luz solar a la superficie de la Tierra. Las láminas fundidas de magma, o láminas fundidas, creadas durante estos impactos eran tan profundas como los océanos modernos, y también calentaban el agua subterránea dentro de la corteza cercana, lo que impulsaba la actividad hidrotermal. Esto generó enormes versiones de sitios como la caldera volcánica de Yellowstone, agitando agua caliente hasta la superficie.

 

 

Sin embargo, es posible que este paisaje no haya sido tan inhóspito como  parece. Los científicos han estudiado durante mucho tiempo lugares como Yellowstone y otros sistemas hidrotermales volcánicos como análogos de los ecosistemas microbianos más antiguos de la Tierra. Pero en los últimos años, los investigadores han examinado otra idea, preguntándose si los sistemas hidrotermales generados por impacto podrían contener pistas vitales sobre cómo se formó la vida en la Tierra antigua.

 

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Cuando un impactador golpea un sitio, el material que colapsa hacia afuera del levantamiento central a menudo se acumula junto con el material que colapsa hacia adentro del borde del cráter, formando una estructura de anillo de pico. Crédito: Astronomía: Rick Johnson.

 

 

Un tiro a la vida.

 

La hipótesis del origen de la vida por impacto sugiere que el bombardeo que experimentó la Tierra hace unos 4 mil millones de años creó vastos sistemas hidrotermales subterráneos que eran crisoles ideales para la química prebiótica y la evolución temprana de la vida. E incluso si la vida no se originó en esos conductos de líquido subterráneos, los sitios aún habrían sido refugios atractivos para las colonias microbianas que ya estaban vivas cuando los mares de la Tierra fueron vaporizados por los impactos.

 

 

La superficie de la Tierra Hadeana descrita anteriormente se ha erosionado o  ha sido tragada por la corteza terrestre hace mucho tiempo. Pero aún podemos vislumbrar este paisaje perdido gracias al cráter de impacto Chicxulub de 66 millones de años en la Península de Yucatán. Mejor conocido como el epicentro de la desaparición infernal de los dinosaurios, el cráter ahora está asumiendo un papel central en la investigación de los orígenes de la vida.

 

 

En los últimos años, los científicos han estudiado el cráter Chicxulub  perforando pozos profundos y enviando sondas a la corteza. Estos esfuerzos han dado como resultado muchas muestras del sitio de impacto que alguna vez fue dinámico, revelando un caldero de roca fundida y agua caliente circulante después del impacto.

 

 

Después del impacto, el sistema hidrotermal del cráter Chicxulub era casi 10  veces más grande que la caldera de Yellowstone, abarcando prácticamente toda la cuenca de 180 kilómetros de ancho. Pero la actividad fue especialmente intensa cerca del anillo de picos dentro del cráter, que rodeaba la capa de fusión central. El agua subterránea fluyó por debajo de las afueras del cráter, aprovechando la roca porosa y permeable creada durante el evento de impacto. Con temperaturas superiores a 300 grados Celsius, esta agua caliente y cargada de minerales circulaba desde profundidades de hasta 5 km.

 

 

En un lapso de al menos 2 millones de años, el sistema hidrotermal se habría  enfriado a medida que envejecía. Y, finalmente, el agua habría alcanzado la ventana térmica ideal para albergar organismos amantes del calor o termófilos, entre aproximadamente 41 °C y 122 °C.

 

 

Tales sistemas prevalecieron durante el bombardeo de impacto que dio  forma al Hadeano. Las estimaciones del tamaño y la frecuencia de los impactadores varían, pero un modelo sugiere que nuestro planeta fue resurgido por unos 6.000 impactadores, cada uno más grande que el impactador de Chicxulub que se estima de unos 10 km de ancho. Esos impactadores pueden haber producido unos 200 cráteres de impacto de entre 1.000 y 5.000 km de diámetro, cada uno de los cuales es una incubadora potencial para la vida microbiana. Estos sistemas hidrotermales generados por impacto pueden haber sido mucho más expansivos (y comunes) que los sistemas volcánicos, como los de Yellowstone y a lo largo de las dorsales oceánicas de hoy.

 

 

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El sistema hidrotermal debajo de un sitio de impacto como el cráter Chicxulub depende del agua subterránea que fluye hacia adentro a través de la roca porosa hacia una capa de magma de fusión central. Luego se mezcla con agua caliente rica en minerales antes de burbujear a través de los respiraderos en el fondo marino, que se concentran a lo largo del anillo de pico del cráter. Crédito: Victor O. Leshyk, Instituto Lunar y Planetario.

 

 

Los ingredientes adecuados.

 

Tener la temperatura adecuada es solo una parte de la receta para cocinar la  vida; también son necesarios los ingredientes correctos en la corteza terrestre.

 

 

Si bien la atmósfera actual es principalmente nitrógeno y oxígeno, la atmósfera del Hadeano puede haber estado dominada por hidrógeno, dióxido de carbono, monóxido de carbono y amoníaco, antes de llenarse de vapor y vapor de roca producido por los eventos de impacto más grandes. A medida que los intensos rayos ultravioleta del joven Sol golpeaban esa atmósfera llena de escombros después del impacto, podría haber generado una neblina de hidrocarburos en el cielo, arrojando una niebla profunda de color amarillo anaranjado que eventualmente se asomó a la superficie, formando una niebla rica en hidrocarburos, capas de sedimentos sobre capas de eyección de impacto de varios kilómetros de espesor.

 

 

El agua caliente rica en minerales que se ventila a través de esos montones  de escombros de sedimentos ricos en hidrocarburos habría sido fábricas químicas para reacciones orgánicas, proporcionando la materia prima necesaria para los ecosistemas microbianos. Si uno tuviera oído para la actividad hidrotermal después de un golpe, incluso podría escuchar los gases rugientes que se ventilan en la superficie de las cadenas de islas en forma de anillo que rodean los centros de los sitios de impacto, con columnas de humos burbujeantes y contaminantes disueltos retumbando sobre el fondo marino y la Tierra.

 

 

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Yellowstone es una región vasta y geológicamente activa. Aunque no fue el resultado de un impacto cósmico, las condiciones del sitio son relativamente similares a las que se encuentran en los entornos de impacto donde muchos creen que se formó la vida por primera vez. Crédito: Brocken Inaglory / Wikimedia.

 

 

Un pasado incierto.

 

La plomería de un sistema hidrotermal también puede haber cambiado, y de  repente se volvió silenciosa en un área mientras resonaba en otra cuando los terremotos causados ​​por otros impactos cambiaron la presión del agua y cerraron los conductos de ventilación por colapso, cortando los canales hidrotermales. Aún así, estas fluctuaciones no significarían que toda la vida allí se extinguiera. Los organismos que ya viven en estos entornos habrían migrado diligentemente a través de la corteza terrestre, siguiendo los fluidos que proporcionaban las temperaturas y los nutrientes necesarios para impulsar las reacciones metabólicas.

 

 

Los ecosistemas microbianos incluso pueden haber eventualmente  atravesado la superficie y extenderse por los suelos de los cráteres de impacto. Sin embargo, cualquier vida que surgiera habría tenido poco tiempo para prosperar antes de ser diezmada o extinguida por completo por el siguiente gran impacto. Pero así era la vida en la Tierra, al menos hasta que terminó la época del impacto formador de cuencas.

 

 

La hipótesis del origen de la vida por impacto tiene sus rivales, pero muchas ideas en competencia todavía se basan en los fluidos hidrotermales. En uno de esos modelos, los centros de expansión de la corteza oceánica produjeron el entorno rico en minerales que era necesario para que se formara la vida. Otros modelos visualizan sitios hidrotermales continentales, no muy diferentes a los edificios volcánicos de Yellowstone. Entonces, si bien cada escenario posible tiene sus propios atributos únicos, un sitio complejo con un fluido rico en minerales calentado es el hilo conductor que une a muchos de ellos.

 

 

En este momento, la evidencia existente no puede resolver todavía un origen de la vida a partir de procesos volcánicos. Sin embargo, en un mundo hadeano con muchos cráteres de impacto, es importante comprender que esos tipos alternativos de sistemas hidrotermales existían en un paisaje formado por cuencas de impacto. Entonces, de una forma u otra, la vida puede haber emergido de un cráter de impacto, ya sea de un sistema hidrotermal generado por impacto como se describe aquí, o de un sistema hidrotermal volcánico que creció dentro de uno de esos sitios de impacto.

 

 

Fuente:

https://astronomy.com/magazine/news/2021/01/the-beginning-to-the-end-of-the-universe-origin-of-life-on-earth