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Los circones (cristales de silicato de circonio)
Los granos de mineral más antiguos de la Tierra, sugieren un inicio de vida muy temprano....


Los granos de mineral más antiguos de la Tierra, sugieren un inicio de vida muy temprano.

Las colinas de Australia Occidental son la casa de circones de casi 4.5 mil millones de años de antigüedad. Los diminutos cristales pueden cambiar nuestra comprensión de la recién formada Tierra.

Los científicos están dibujando un esquema de cómo aparecía la Tierra poco después que se formó hace 4.56 mil millones de años, basado en pistas encontradas dentro de los granos minerales más antiguos jamás encontrados.-

Los diminutos circones depositados (cristales de silicato de circonio) en los cauces de antiguos arroyos parecen indicar que la Tierra desarrolló continentes y agua -- quizás incluso océanos y ambientes en que la vida microbiana podría surgir -- hace 4.3 mil millones a 4.4 mil millones de años.

Los resultados de dos grupos de investigación, uno en Australia y el otro en los EE.UU., indican que "el agua líquida se estabilizó muy al principio en planetas del tipo de la Tierra, dijo el geólogo Stephen Mojzsis, miembro del equipo Boulder, de la Universidad de Colorado del Instituto de Astrobiología de la NASA. "Esto aumenta la probabilidad de encontrar vida en otra parte en el universo" sugiriendo así que las condiciones que conducen a la vida pueden desarrollarse más rápida y más fácilmente que lo que se había pensado previamente.

"También nos da una nueva visión de la Tierra en sus inicios cuando la Tierra se enfrió rápidamente" después de que los gases y el polvo en el recién nacido sistema solar se congelaron para formar planetas, dijo el geólogo William Peck, de la Universidad de Colgate en Hamilton, Nueva York. "Hubo continentes y agua muy pronto -- y quizá océanos y vida -- todos para ser barridos más adelante por meteoritos, dejando casi ningún rastro excepto estos circones". Eso contrasta con la vieja creencia de que la Tierra se estabilizó más despacio, con la formación retardada de océanos y, finalmente, continentes.

Hasta hace aproximadamente 3.9 mil millones de años, enjambres de cometas y meteoritos golpearon a la Tierra lo bastante a menudo como para vaporizar la superficie superior de los océanos de vez en cuando y borrar cualquier vida allí existente. La evidencia de vida microbiana más antigua conocida en la Tierra viene de modelos de isótopos de carbono investigados por Mojzsis y sus colegas en los sedimentos de Groenlandia de 3.85 mil millones de años de antigüedad.

Hoy día, los circones de Australia Occidental nos demuestran que los continentes y el agua existieron hace 4.3 a 4.4 mil millones de años lo que hace pensar que "la vida pudo haber tenido la oportunidad de comenzar 400 millones de años más temprano de lo previamente documentado", Mojzsis dijo.

"La vida pudo haberse iniciado varias veces, para desaparecer nuevamente, y sólo consiguió estabilizarse después de que los meteoritos disminuyeron considerablemente," Peck agregó.

Mojzsis y Peck pertenecen a distintos equipos de investigación que publicaron estudios la edición del 11 de enero del 2001 de la Revista Británica Nature.

El descubrimiento de un circón de 4.4-mil millones de años de antigüedad fue informado por Peck, Simón Wilde del Instituto Curtin de Tecnología en Australia; John Valley de la Universidad de Wisconsin, Madison y Colin Graham de la Universidad de Edimburgo en el Reino Unido. Wilde encontró el grano de 4.4-mil millones de años de antigüedad en 1999 mientras fechaban circones de una piedra que colectaron en 1984, Peck dijo.

Mojzsis y sus colegas dicen que ellos encontraron un par de circones de 4.3-mil millones de años de antigüedad el año pasado en la misma área de la formación rocosa de Jack Hills en Australia Occidental. Mojzsis trabajó con el geoquímico Mark Harrison de la Universidad de California, Los Angeles, y con Robert Pidgeon del Instituto Curtin de Tecnología.

El circón de 4.4-mil millones de años de antigüedad es "nuestro registro más inicial de la primera corteza" en la Tierra, Peck dijo. Ese circón y los granos de circón ligeramente más jóvenes miden aproximadamente unas 250 micras de ancho --menos de una centésima de pulgada.

"Estos circones han pasado realmente a través del tiempo", dijo Peck.

Su historia empezó algún día después de que la Tierra se formó, cuando la "agua líquida interactuó sobre las piedras", él dijo. Esa interacción puede pasar en una de tres maneras: cuando el agua se intercambia con los minerales en las piedras, cuando los cristales crecen en una solución del agua con tierra, o cuando se depositan formando las vetas minerales. La interacción con el agua aumentó la proporción normalmente baja del isótopo poco común de oxígeno-18 al isótopo más común el oxígeno-16, él dijo.

Después, las piedras se fundieron en el subsuelo--o quizás durante un bombardeo de meteoritos --y los circones se formaron como cristales dentro del granito fundido que estaba enfriándose hasta formar la piedra sólida.

El granito incrustado del circón fue empujado hacia arriba para formar montañas que después se corroyeron. El granito desapareció, pero finalmente los circones vinieron a reposar hace 3 mil millones de años en los sedimentos arenosos de los arroyos australianos. Estos sedimentos se endurecieron después formando piedras que subsecuentemente fueron alteradas por el calor y la presión.

Los dos equipos de la investigación usaron instrumentos denominados ion microprobes para fechar y analizar los cristales de circón que a menudo contienen uranio, elementos raros y otras impurezas. El uranio se deteriora hasta convertirse en plomo en un tiempo determinado conocido. Las relaciones uranio / plomo en los circones mostró que estos se formaron hace 4.4 a 4.3 mil millones de años cuando se cristalizaron en el granito fundido.

La corteza continental es diferente de la corteza que está debajo de los océanos. El granito es una piedra común en los continentes. Y los circones normalmente cristalizan en el granito.

Así que los circones indican que el granito estaba presente hace 4.3 a 4.4 mil millones de años, y el granito significa que los continentes existían en ese momento. Una piedra granítica tan antigua no ha sido encontrada; todo ha sido corroído como consecuencia de la erosión o ha sido reciclado. Los circones antiguos son vestigios vivientes del granito de la costra de los años iniciales de la Tierra.

"El hecho de que usted tenga un circón de 4.4-mi millones de años de antigüedad proveniente de granito sugiere que allí debió de existir piedra en la corteza continental", dijo el geólogo Sam Bowring del Instituto Massachusetts de Tecnología.

Los análisis con el ion microprobe de elementos de tierras raras dentro de los cristales del circón también encontraron niveles típicos de piedras continentales, dijo Peck.

La presencia de agua en la joven Tierra fue confirmada cuando ambos grupos analizaron los circones para encontrar isótopos de oxígeno y encontraron el dato revelador de piedras que han estado en contacto con agua: una proporción elevada de oxígeno-18 en relación a oxígeno-16.

Como resultado, "nosotros sabemos que había agua líquida en algún momento anterior a hace 4.4 mil millones de años", Peck dijo. El agua líquida tenía que estar disponible en alguna parte, dándose así la posibilidad de existencia de océanos, él agregó.

Él también dijo que es muy posible que los océanos existieran porque "para hacer continentes, usted necesita tener agua."

Peck dijo que antes de que existieran los océanos, las capas gigantes de la corteza de la Tierra ya podrían haber comenzado a moverse y chocar entre sí, causando que grandes bloques de piedra se hundieran hacia el manto en un proceso llamado subducción. Sin océanos esa piedra no podría haberse fundido para formar la piedra granítica continental, él dijo.

Una vez que hubo océanos, sin embargo, el agua de mar habría reaccionado con la lava que hace erupción de los volcanes submarinos y la habría hidratado en las mismas cordilleras submarinas. La lava se habría enfriado entonces y habría formado un nuevo suelo marino que posteriormente sé subdujo. El agua entrampada con minerales dentro de la piedra disminuyó su punto de fusión, provocando erupciones volcánicas que probablemente produjeron cadenas de islas hechas de piedras graníticas. Se cree que las tales "islas en forma de arco" finalmente se agruparon para formar continentes.

"Océanos, atmósfera y continentes estaban hace ya 4.3 mil millones de años en su lugar", dijo Mojzsis.

Según Peck, los primeros océanos podrían haberse formado de agua traída a la Tierra por cometas o haber sido emitida durante las erupciones volcánicas iniciales de lo que después se convirtió en las cordilleras oceánicas.

Los circones sugieren que la vida pudiera haber existido hace 4.3 mil millones de años en la Tierra, dijo Mojzsis, porque tres factores necesarios para la vida a tener en cuenta, estaban presentes: energía, el material orgánico (de los cometas entrantes y las reacciones atmosféricas) y--según los circones--el agua líquida.


Peck
http://ciencia.astrobio.net/news/article114.html



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