Se ha especulado que el caos de los relámpagos que atraviesan el cielo desempeña un papel clave en la liberación de elementos como el fósforo, haciéndolo más accesible a la floreciente vida en la Tierra antigua.
Ahora, los científicos han encontrado evidencia geológica de que las descargas de rayos asociadas con eventos volcánicos también pueden haber desempeñado un papel en la fijación de nitrógeno, haciéndolo disponible también para procesos biológicos.
Dado que se cree que la Tierra alguna vez fue significativamente más volátil desde el punto de vista volcánico en sus años más jóvenes, el descubrimiento sugiere que el vulcanismo desenfrenado puede ser crucial para el surgimiento de la vida tal como la conocemos.
“Por primera vez se han descubierto cantidades significativas de nitrato en depósitos volcánicos procedentes de erupciones explosivas muy grandes”, escribe un equipo dirigido por la geocientífica Adeline Aroskay de la Universidad de la Sorbona.
“Estos hallazgos proporcionan apoyo geológico para el papel único desempeñado por las erupciones explosivas subaéreas en procesos de alta demanda de energía, que fueron esenciales para proporcionar los componentes básicos de la vida durante su aparición en la Tierra”.
frameborder=”0″ enable=”accelerómetro; auto-reproducción; escritura en portapapeles; medios cifrados; giroscopio; imagen en imagen; compartir web” permitir pantalla completa>
De alguna manera, cuando la Tierra era joven y salvaje, los procesos en nuestro planeta transformaron una mezcla de ingredientes en lo necesario para impulsar la vida. Una de las cosas que la vida necesita es nitrógeno, un nutriente esencial para construir cosas como proteínas, aminoácidos y ácidos nucleicos.
La Tierra tiene montones de nitrógeno; alguno 78 por ciento de la atmósfera está hecha de materia. Pero la biología no puede acceder a él en su forma atmosférica de nitrógeno molecular, o N.2
Ahora que existe la vida, los procesos biológicos como los de los microbios que viven en las raíces de las plantas pueden acelerar el proceso. Las técnicas industriales humanas también pueden bombear nitrógeno y expulsar compuestos como el amoníaco mediante la carga del tanque.
Pero antes de que existiera la vida, se necesitaba un proceso no biológico para iniciar la fijación de nitrógeno. Y aquí es donde entra en juego la electricidad (los rayos). Las descargas eléctricas pueden fijar nitrógeno, como se estableció por primera vez en 1784.
Y, debido a que los rayos son tan omnipresentes durante las erupciones volcánicas, provocadas por el vastas y ondulantes nubes de cenizalos científicos pensaron que los rayos volcánicos podrían haber desempeñado un papel en el desencadenamiento del ciclo del nitrógeno antes de que la vida se abriera paso en el mundo.
Los estudios experimentales demostraron que esto era posible, pero la evidencia geológica de que el nitrógeno se fijó como resultado de este proceso ha sido escasa en el terreno.
Aroskay y su equipo han encontrado esa evidencia en forma de nitratos incrustados en antiguos depósitos volcánicos. Recogieron muestras de varios depósitos volcánicos de erupciones explosivas en Turquía y Perú, que tuvieron lugar hace entre 1,6 y 20 millones de años, y buscaron específicamente nitratos, que son el producto final de la oxidación del nitrógeno.
Encontraron concentraciones significativas de nitratos en todos los depósitos que tomaron muestras, con características que indicaban que la mayor parte se formó durante erupciones volcánicas. Esto, dijeron los investigadores, fue notable.
También tomaron muestras de depósitos volcánicos más jóvenes, de aproximadamente entre 75.000 y 55.000 años, de erupciones menos explosivas; allí también encontraron nitratos.
No hubo correlación entre la edad del depósito y la concentración de nitratos, lo que significa, creen los investigadores, que la deposición de los compuestos no es el resultado de procesos graduales que ocurren durante largos períodos de tiempo. Los nitratos se vierten de un solo golpe en la roca volcánica.
Las concentraciones de azufre y cloro en los depósitos también coincidían con un origen volcánico. En conjunto, esto sugiere que los rayos volcánicos pueden fijar nitrógeno en cantidades lo suficientemente significativas como para desempeñar un papel en el surgimiento de la vida.
Y podría darnos una herramienta para interpretar otros depósitos de nitrato en todo el mundo. En el desierto de Atacama, por ejemplo, la presencia de nitratos se atribuyó a la deposición atmosférica, porque se pensaba que las proporciones de isótopos de oxígeno no eran posibles con la deposición volcánica. Los hallazgos del equipo muestran que estos vínculos son posibles en grandes eventos explosivos.
“El descubrimiento de nitrato en depósitos volcánicos los convierte en la primera evidencia de campo y archivo geológico de la fijación de N por rayos volcánicos, y esto puede tener implicaciones importantes”. los investigadores escriben.
“Estimamos que, en promedio, se pueden fijar alrededor de 60 teragramos de nitrógeno durante un gran evento explosivo. Nuestros hallazgos sugieren un papel único que potencialmente desempeñan las erupciones explosivas subaéreas en el suministro de ingredientes esenciales para el surgimiento de la vida en la Tierra”.
La investigación ha sido publicada en el procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias.