El descubrimiento proporciona una nueva 'biofirma' característica para rastrear los restos de vida antigua preservados en rocas que se han alterado significativamente durante miles de millones de años y podría ayudar a identificar la vida en otras partes del Sistema Solar.
La investigación, publicada en dos artículos, uno en Revista de la Sociedad Geológica y otro en Cartas de Ciencias Planetarias y de la Tierra -- resuelve el antiguo problema de cómo los científicos pueden rastrear registros de vida en la Tierra en rocas altamente metamorfoseadas de más de 3700 millones de años, con material orgánico que a menudo se convierte en grafito mineral a base de carbono.
En el primer estudio, publicado en Cartas de Ciencias Planetarias y de la Tierra, el equipo analizó diez muestras de rocas de formaciones de hierro en bandas BIF de Canadá, India, China, Finlandia, EE. UU. y Groenlandia que abarcan más de 2000 millones de años de historia.
Argumentan que el carbono conservado en cristales similares al grafito -'carbono grafítico'- ubicado junto a minerales como la apatita, de la que están hechos nuestros dientes y huesos, y el carbonato, son las firmas biológicas de las formas de vida más antiguas de la Tierra.
"Toda la vida en la Tierra se basa en el carbono y, con el tiempo, se descompone en diferentes sustancias, como carbonato, apatita y petróleo. Estas quedan atrapadas en capas de roca sedimentaria y, finalmente, el petróleo se convierte en grafito durante el subsiguiente metamorfismo en la corteza," explicó el Dr. Dominic Papineau Ciencias de la Tierra de UCL, Centro de Ciencias Planetarias y Centro de Nanotecnología de Londres.
"Nuestro descubrimiento es importante ya que se debate acaloradamente si la asociación de grafito con apatita es indicativa de un origen biológico del carbono que se encuentra en rocas antiguas. Ahora tenemos múltiples líneas de evidencia de que estas asociaciones minerales son biológicas en formaciones de hierro en bandasEsto tiene enormes implicaciones sobre cómo determinamos el origen del carbono en muestras de rocas extraterrestres devueltas desde otras partes del Sistema Solar".
El equipo investigó la composición de las rocas BIF, ya que casi siempre son de edad precámbrica 4600 millones de años a 541 millones de años y registran información sobre los ambientes más antiguos de la Tierra.
Para ello, analizaron la composición de rocas que van desde los 1.800 millones de años hasta los más de 3.800 millones de años utilizando una variedad de métodos que involucran fotones, electrones e iones para caracterizar la composición del grafito y otros minerales de potencial origen biogénico.
"Anteriormente, se suponía que encontrar apatito y grafito juntos en rocas antiguas era algo raro, pero este estudio muestra que es un lugar común en BIF en una variedad de grados metamórficos de rocas", dijo el miembro del equipo, el Dr. Matthew Dodd, del Departamento de Ciencias de la Tierra de UCLy el Centro de Londres para la Nanotecnología.
Se cree que los minerales de apatito y grafito tienen dos orígenes posibles: productos mineralizados de materia orgánica biológica descompuesta, que incluye la descomposición de moléculas en el aceite a altas temperaturas, o la formación a través de reacciones no biológicas que son relevantes para la química de cómola vida surgió de la materia inerte.
Al mostrar evidencia de la presencia generalizada de carbono grafítico en apatita y carbonato en BIF junto con su composición de isótopos de carbono, los investigadores concluyen que los minerales son más consistentes con un origen biológico de los restos de las formas de vida más antiguas de la Tierra.
Para investigar hasta qué punto el metamorfismo a alta temperatura causa una pérdida en las firmas moleculares, elementales e isotópicas de la materia biológica en las rocas, analizaron los mismos minerales de una roca BIF de 1.850 millones de años en Michigan que se había metamorfoseado en 550 grados Celsiuscalor.
En este segundo estudio, publicado hoy en Revista de la Sociedad Geológica, el equipo muestra que se encuentran varias firmas biológicas en el carbono grafítico y la apatita, el carbonato y las arcillas asociados.
Usaron una variedad de instrumentos de alta tecnología para detectar rastros de moléculas clave, elementos e isótopos de carbono de grafito y combinaron esto con varias técnicas de microscopía para estudiar pequeños objetos atrapados en rocas que son invisibles a simple vista.
Juntas, todas sus observaciones de la composición son consistentes con un origen de biomasa en descomposición, como la de los fósiles de animales antiguos en los museos, pero que ha sido fuertemente alterada por las altas temperaturas.
"Nuestros nuevos datos proporcionan líneas de evidencia adicionales de que el grafito asociado con la apatita en BIF es muy probablemente de origen biológico. Además, al tomar una variedad de observaciones de todo el registro geológico, resolvemos una controversia de larga data sobre el origen decarbono grafítico isotópicamente ligero con apatita en el BIF más antiguo", dijo el Dr. Papineau.
"Hemos demostrado que existen firmas biológicas en formaciones de hierro altamente metamorfoseadas de Groenlandia y el noreste de Canadá que tienen más de 3850 millones de años y datan del comienzo del registro de rocas sedimentarias".
El trabajo fue amablemente financiado en parte por la NASA.
Fuente de la historia:
Materiales proporcionado por Colegio Universitario de Londres. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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