La temperatura dels oceans en l’Arqueà: l’activitat biològica fa 3.500 milions d’anys

Les roques més antigues de l’escorça terrestre rarament passen dels 3.800 milions d’anys d’antiguitat. Però fins i tot entre aquestes roques més antigues, hom ha trobat indicis de comunitats microbianes, que segurament proliferaven en les aigües marines poc fondes dels litorals continentals. L’Arqueà, com a període de la història de la Terra, s’estén uns 1.300 milions d’anys (des de fa 3.800 milions d’anys abans del present fins a 2.500 milions d’anys). L’Arqueà és dividit en quatre etapes: l’Eoarqueà (fins 3.500 milions d’anys abans del present), el Paleoarqueà (3.500-3.200), el Mesoarqueà (3.200-2.800) i el Neoarqueà (2.800-2.500). Com eren els oceans del període Paleoarqueà? Una primera cosa a respondre seria la temperatura d’aquells oceans. Alguns estudis sobre distribució d’isòtops d’oxigen i silici en roques formades durant aquest període conviden a pensar en temperatures elevades, que podrien haver anat entre 55 i 85ºC (325-355 K). Aquestes estimacions també encaixen amb alguns indicis de la biologia molecular comparada, que fa pensar que moltes seqüències proteiques actuals tenen un origen termofílic (d’adaptació a temperatures elevades). Ara bé, aquest origen termofílic també podria explicar-se per esdeveniments evolutius de períodes anteriors (l’Hadeà) i posteriors (ambients termals més restringits que arriben fins els nostres dies).

I, de fet, hi ha altres indicis que parlen de temperatures oceàniques del Paleoarqueà de fa 3.500 milions d’anys no superiors a 40ºC, d’acord amb la combinació de la distribució isotòpica d’oxigen i hidrogen.

Ruth E. Blake, Sae Jung Chang i Aivo Lepland entren, amb un article a Nature, en el debat. Estudien la relació entre els isòtops d’oxigen (18O:16O) en fosfats de sediments del Barberton Greenstone Belt. Aquesta formació geològica sud-africana té una antiguitat de 3.200-3.500 milions d’anys.

L’estudi d’aquesta distribució isotòpica (δ18OP) té un doble interès. D’una banda, reflecteix la temperatura a la qual es formaren els fosfats. I de l’altra, també reflecteixen una activitat biològica. El fòsfor (P) és un element indispensable per a totes les formes de vida que coneixement. A diferència d’altres elements majoritaris (C, H, O, N i S), el fòsfor en els sistemes biològics manté sempre el mateix nombre d’oxidació (amb independència de si són fosfats orgànics o inorgànics). Però els enzims (catalitzadors biològics) encarregats de l’aprofitament del fòsfor inorgànic no tracten igual els fosfats amb oxigen pesant (18O) que els carregats amb oxigen-16 (16O). Els valors de distribució dels fosfats marins moderns són de 1,9-2,6%, que contrasten amb els valors de distribució dels fosfats que trobem en roques ígnies o en meteorits (0,6-0,8%).

Blake et al. troben uns valors de distribució entre els fosfats paleoarqueans entre 0,93-1,99%. Emprant aquests valors com a referència, s’assumirien temperatures oceàniques situades entre 26ºC i 35ºC (299-308 K). També aquests valors elevats reflectirien una activitat biològica, pel que fa al “cicle del fòsfor” similar a la dels oceans actuals.

El que no queda clar és la raó de la discrepància entre les estimacions d’uns mètodes i uns altres. Però si les assumpcions de Blake et al. són correctes, l’escenari d’un Paleoarqueà lluny ja de les temperatures pròpies del període anterior explicarien la consolidació i diversificació primerenca de la vida microbiana a la Terra. Certament, que eren formes de vida poc aparents, però ja produïen una alteració palpable en els cicles geoquímics del planeta.

Lligam:

Phosphate oxygen isotopic evidence for a temperate and biologically active Archaean ocean. Ruth E. Blake, Sae Jung Chang, Aivo Lepland. Nature 464: 1029-1032, 2010

Aquesta entrada ha esta publicada en General. Afegeix a les adreces d'interès l'enllaç permanent.

Deixa un comentari

L'adreça electrònica no es publicarà. Els camps necessaris estan marcats amb *

Aquest lloc utilitza Akismet per reduir el correu brossa. Aprendre com la informació del vostre comentari és processada