Ciencia Kanija

Creciendo con el tiempo: En general, los meteoritos (arriba a la izquierda) que se formaron en los inicios de la historia del Sistema Solar no contienen más de 250 minerales. Hace aproximadamente 4000 millones de años, la Tierra probablemente no tenía más de 350 minerales, tales como los que encontramos en los lechos de roca del noroeste de Canadá (arriba a la derecha). Poco después se formaron grandes cantidades de mineral de hierro (abajo a la derecha) hace unos 2750 millones de años, la tierra tenía tal vez 1500 minerales. Hoy, los científicos han identificado más de 4300 tipos de minerales, incluyendo aquellos que se formaron gracias a los corales (abajo a la izquierda).T. McCoy/Smithsonian Institution; W. Bleeker/Geological Survey of Canada; D. Papineau/Carnegie Institution of Washington (D.C.); tammy616/istockphoto

El número de minerales en el Sistema Solar se ha incrementado con el tiempo, y algunos minerales en la Tierra existen gracias a la vida.

¿Piensas que la evolución es algo que sólo tiene lugar en plantas y animales? Piénsalo de nuevo, dicen los científicos que señalan que la evolución — el cambio a través del tiempo — tiene lugar también en el dominio de los minerales. Conforme ha envejecido nuestro Sistema Solar, el número de tipos de minerales que contiene ha aumentado desde apenas una docena a mucho más de 4000.

Y aproximadamente dos tercios de los minerales de hoy ya sea directa o indirectamente evolucionaron gracias a la presencia de vida en la Tierra.

Los minerales no mutan, se reproducen o compiten unos con otros como organismos vivos. No obstante, la variedad y abundancia relativa de minerales en la Tierra ha cambiado drásticamente a lo largo de los 4500 millones de años de historia del planeta, dice Robert Hazen, geofísico de la Institución Carnegie para la Ciencia en Washington, D.C. Él y sus colegas relatan el crecimiento a largo plazo de la complejidad mineral en la Tierra en el ejemplar del noviembre-diciembre de American Mineralogist.

No sólo un mineral tienen una fórmula química específica, sino que también tiene una estructura cristalina distintiva, dice Hazen. Esta ordenación de átomos puede tener un profundo efecto en las propiedades de un mineral: Mientras los diamantes, una forma de carbono puro, son el mineral natural más duro conocido, el grafito, que es otra ordenación de átomos de carbono, es uno de los más blandos.

Hace miles de millones de años, el Sistema Solar no era nada más que una nube de gas y polvo. Aunque tal material contenía todos los elementos que ocurren de forma natural en la tabla periódica, la mayoría de esos elementos eran demasiado raros o estaban demasiado dispersos para afectar de forma significativa a la estructura cristalina de los primeros minerales que se formaron, dice Hazen. En todas las diminutas partículas de polvo interestelar que poblaban nuestro incipiente Sistema Solar — como aquellas que aún surcan el espacio hoy, donde las sondas orbitales pueden capturarlos y retornarlos a la Tierra para su análisis— sólo había una docena aproximada de minerales.

Estas partículas de polvo, principalmente hechas de carburos, óxidos, nitruros y silicatos, eran la materia prima de los planetas actuales, apuntan los investigadores.

Conforme el polvo se agrupaba en masas mayores y el Sol se encendía, las condiciones cambiantes generaron nuevos minerales. En las masas del tamaño de meteoritos de miles de millones de años de antigüedad que cayeron a la Tierra – las cuales presumiblemente reflejan la composición de esos que se formaron en la historia inicial del Sistema Solar — los científicos han identificado aproximadamente 60 minerales, dice Hazen. Aproximadamente 20 de ellos se encuentran sólo en cristales de unos pocos micrómetros de diámetro o menores, señala. Algunos de estos minerales probablemente deriven del intenso calor y presión generados cuando los objetos impactaron entre sí en el espacio.

Una vez que los protoplanetas crecen a diámetros de 200 kilómetros o más, los elementos radiactivos atrapados en el interior de esas masas generan suficiente calor interno para fundir los minerales en su núcleo. Después de eso, dice Hazen, los minerales comienzan a segregarse, con los minerales más ligeros subiendo a la superficie de los planetas y los más densos cayendo hacia los núcleos. Aproximadamente 10 millones de años después de su formación, la Tierra probablemente contenía unos 250 minerales, especulan los investigadores. “Hace 4000 millones de años, los minerales del mundo eran radicalmente distintos de los que vemos hoy”, apunta Hazen.

En los pequeños planetas, la evolución mineral se detiene pronto. En planetas con la suficiente gravedad para atrapar sustancias volátiles como el agua o el dióxido de carbono, procesos geológicos como la tectónica de placas o la actividad hidrotermal pueden proporcionar un crisol químico que crea cientos de minerales más. La primera vida en surgir en la Tierra — probablemente organismos generadores de metano — no incrementaron significativamente la diversidad mineral del planeta, dado que el gas ya era común en la atmósfera, dice Hazen. Hace aproximadamente 2500 millones de años, la Tierra probablemente soportaba un total de unos 1500 minerales.

Más tarde llegaron las cianobacterias generadoras de oxígeno, y otros aceleradores de la evolución mineralógica. Hoy, los científicos han identificado aproximadamente 4300 tipos de minerales, y descubren docenas más cada año. De estos minerales, alrededor de dos tercios son el resultado de la oxidación llevada a cabo, directa o indirectamente, por procesos como la fotosíntesis. La presencia de uno de tales minerales en otros planetas podría ser un signo de que la vida alguno vez floreció allí, sostienen Hazen y sus colegas. De forma similar, cuando el róver Opportunity descubrió el mineral jarosita en Marte, los científicos lo señalaron como un pista importante de que el agua líquida fluyó alguna vez allí.

La nueva aproximación de los investigadores va más allá de simplemente una catalogación de minerales — sulfatos en un lado y óxidos en otro, por ejemplo — y consideran cómo los minerales se relacionan entre sí. “Observar los minerales desde una perspectiva más amplia, en términos de geología planetaria, es una forma interesante de pensar en ellos”, dice Jeffrey Post, geólogo del Museo Nacional de Historia Natural de la Institución Smithsoniana en Washington, D.C. “Esto dará a los estudiantes un contexto diferente de cómo se forman los minerales y cómo evolucionan, no sólo lo que son”, apunta.

El nuevo artículo del equipo “es un artículo notable”, dice Gary Ernst, geólogo de la Universidad de Stanford. “El ámbito y barrido de este [artículo] es lo que resulta sorprendente”, añade.

Carl A. Francis, encargado del Museo Mineralógico en la Universidad de Harvard está de acuerdo. El nuevo análisis del equipo es el resultado de una “innovación en el pensamiento”, añade. “Este es el primer cambio en la forma en que los geólogos observan a los minerales en más de dos siglos …. Lo realmente importante es que tiene sentido incluso para alguien que no sienta esa importancia y fascinación por los minerales”

Esta entrada fue escrita el Martes, 18 de noviembre de 2008 a las 1:58 pm y archivada en Astrobiología, Ciencias de la Tierra. Puedes seguir cualquier respuesta a esta entrada a través del feed RSS 2.0. Puedes dejar una respuesta, o trackback desde tu propio sitio web.