Hace más de un eón, el sol brillaba más tenue que hoy, pero la Tierra se mantuvo caliente debido a un fuerte efecto de gases de efecto invernadero, sostiene la teoría de la geociencia. El astrónomo Carl Sagan acuñó esta "Paradoja del Joven Sol Débil", y durante décadas, los investigadores han buscado el equilibrio correcto de gases atmosféricos que podrían haber mantenido la Tierra templada.
Un nuevo estudio dirigido por el Instituto de Tecnología de Georgia sugiere que el óxido nitroso, conocido por su uso como sedante dental, puede haber jugado un papel importante.
El equipo de investigación realizó experimentos y modelos informáticos atmosféricos que en detalle confirmaron una hipótesis existente sobre la presencia de óxido nitroso N 2 O, un poderoso gas de efecto invernadero, en la atmósfera antigua.La investigación establecida ya ha apuntado a altos niveles de dióxido de carbono y metano, pero puede que no hayan sido lo suficientemente abundantes como para mantener el globo lo suficientemente caliente sin la ayuda de N 2 O.
Jennifer Glass, profesora asistente en Georgia Tech, y Chloe Stanton, anteriormente asistente de investigación de pregrado en el laboratorio Glass en Georgia Tech, publicaron el estudio en la revista Geobiología la semana del 20 de agosto de 2018. Su trabajo fue financiado por el Instituto de Astrobiología de la NASA. Stanton ahora es un asistente de investigación graduado en la Universidad Estatal de Pensilvania.
No 'mil millones aburridos'
El estudio se centró en el medio del Eón Proterozoico, hace más de mil millones de años. La proliferación de vida compleja todavía estaba a unos cientos de millones de años, y el ritmo de la evolución de nuestro planeta probablemente parecía engañosamente lento.
"Las personas en nuestro campo a menudo se refieren a este capítulo intermedio en la historia de la Tierra hace aproximadamente 1.8 a 0.8 mil millones de años como los 'mil millones aburridos' porque pensamos que es un período muy estable", dijo Stanton, el primer autor del estudio."Pero hubo muchos procesos importantes que afectaron la química del océano y la atmósfera durante este tiempo".
La química en el océano medio proterozoico estuvo fuertemente influenciada por el abundante hierro ferroso soluble Fe2 + en aguas profundas libres de oxígeno.
Llave de hierro antigua
"La química del océano era completamente diferente en aquel entonces", dijo Glass, el investigador principal del estudio. "Los océanos de hoy están bien oxigenados, por lo que el hierro se oxida rápidamente y se cae de la solución. El oxígeno era bajo en los océanos proterozoicos, por lo que se llenaroncon hierro ferroso, que es altamente reactivo "
En experimentos de laboratorio, Stanton descubrió que el Fe2 + en el agua de mar reacciona rápidamente con las moléculas de nitrógeno, especialmente el óxido nítrico, para producir óxido nitroso en un proceso llamado quimiodenitrificación. Este óxido nitroso N 2 O puede burbujear en la atmósfera.
Cuando Stanton conectó los flujos más altos de óxido nitroso en el modelo atmosférico, los resultados mostraron que el óxido nitroso podría haber alcanzado diez veces los niveles actuales si las concentraciones medias de oxígeno del Proterozoico fueran el 10 por ciento de las actuales. Este óxido nitroso más alto habría proporcionado unimpulso adicional del calentamiento global bajo el débil Young Sun.
Respirando gas de la risa
El óxido nitroso también podría haber sido lo que respiraba alguna vida antigua.
Incluso hoy en día, algunos microbios pueden respirar óxido nitroso cuando el oxígeno es bajo. Existen muchas similitudes entre las enzimas que los microbios usan para respirar óxidos nítricos y nitrosos y las enzimas utilizadas para respirar oxígeno. Estudios anteriores han sugerido que el último evolucionó del primerodos.
El modelo Georgia Tech proporciona una fuente abundante de óxido nitroso en los antiguos mares ricos en hierro para este escenario evolutivo. Y antes del Proterozoico, cuando el oxígeno era extremadamente bajo, los primeros microbios acuáticos podrían haber estado respirando óxido nitroso.
"Es muy posible que la vida respirara gas de la risa mucho antes de que comenzara a respirar oxígeno", dijo Glass. "La quimiodenitrificación podría haber proporcionado a los microbios una fuente constante de ella".
El documento fue escrito por Chris Reinhard de Georgia Tech, James Kasting de la Universidad Estatal de Pensilvania, Nathaniel Ostrom y Joshua Haslun de la Universidad Estatal de Michigan y Timothy Lyons de la Universidad de California Riverside. La investigación fue financiada por la subvención NNA15BB03Adel Instituto de Astrobiología de la NASA. Los hallazgos, opiniones y conclusiones son los de los autores y no necesariamente del Programa de Astrobiología de la NASA.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Instituto de Tecnología de Georgia . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :