Cómo la vida y los procesos geológicos se combinaron para alterar la química de la corteza terrestre

Hay una tendencia a disociar los procesos geológicos de los procesos biológicos. Así, a menudo hablamos de “geosfera” y “biosfera”, como si fueran dos “mundos” evolucionando por separado. Sin embargo, esto está lejos de ser el caso. Porque la vida no podría haberse desarrollado sin las interacciones cercanas que tiene con las reacciones geoquímicas. Asimismo, la Tierra no sería como es sin los procesos biológicos que tienen lugar en su superficie. Estos dos “mundos” están, por lo tanto, estrechamente interconectados, y así ha sido desde la aparición de los primeros gérmenes de vida, hace más de 4 mil millones de años.

La huella de la vida está, por tanto, en todas partes de la Tierra, miremos donde miremos, ya sea a 10.000 metros en el fondo de los océanos o en las cumbres más altas del globo. Pero no es sólo su superficie la que se marca así con un hierro candente. La Tierra, de hecho, lleva la marca de la vida incluso en la composición de las rocas de sus continentes. Los altos acantilados de piedra caliza de Normandía o las grandes barras de piedra caliza de los Alpes son sólo el resultado de millones de años de acumulación de depósitos de origen biológico. Pero esta marca es aún más profunda y se observa en mucha menor medida.

Una oleada de fósforo en el momento de la explosión del Cámbrico

Hace unos 540 millones de años, la vida experimentó un importante punto de inflexión con una rápida y amplia diversificación de las especies vivas. Este evento se conoce como la “Explosión Cámbrica” y marca la transición de organismos simples de cuerpo blando a criaturas mucho más complejas con caparazones o esqueletos. Sin embargo, este cambio biológico está sorprendentemente correlacionado con una modificación química de las rocas de la corteza continental. Un equipo de investigadores notó que, en ese momento, las cantidades de fósforo en las rocas se triplicaron repentinamente. Fue al estudiar las variaciones en la composición química de la corteza terrestre durante los últimos 3 mil millones de años que los científicos hicieron este descubrimiento, publicado en la revista avances en la ciencia.

Comenzando hace alrededor de 540 millones de años, la vida habría comenzado a tener un impacto duradero en la composición de la corteza superior, al tiempo que permitió que los procesos biológicos fueran autosuficientes. Porque el fósforo es uno de los seis principales ingredientes esenciales para la vida en la Tierra, junto con el carbono, el hidrógeno, el nitrógeno y el azufre.

Ciclo del fósforo: entre procesos geológicos y biológicos

El fósforo también juega un papel especial. Presente en los minerales de la corteza, de hecho, no es fácilmente accesible para la vida y, por lo tanto, a menudo actúa como un elemento limitante, en particular para el desarrollo de la vida oceánica. Para ser utilizable durante las reacciones bioquímicas, el fósforo primero debe haber sido extraído de las rocas. El fósforo se encuentra disponible principalmente por la acción del agua de lluvia sobre las superficies continentales, que degradan y alteran los minerales. El fósforo así liberado es luego transportado por los ríos a los océanos, donde se vuelve biodisponible. Luego, el elemento puede ser metabolizado por microorganismos que se encuentran en la parte inferior de la cadena alimentaria, como el plancton o las algas.

El círculo se completa cuando mueren aquellos organismos que han ingerido plancton. El fósforo que contienen volverá luego al océano gracias a la acción de bacterias que degradarán esta materia orgánica.

Encendido por aumento de los niveles de oxígeno.

Para hacer este trabajo, las bacterias necesitan oxígeno. Para los científicos, por lo tanto, es este elemento el que habría jugado un papel clave en el Cámbrico. Aunque las cantidades disponibles de fósforo son bastante limitadas, un aumento en los niveles de oxígeno habría potenciado a las bacterias, permitiéndoles degradar de manera más eficiente la biomasa oceánica y liberar así grandes cantidades de fósforo que se han concentrado en los sedimentos depositados en las zonas costeras poco profundas. .

Entonces es el turno de los grandes procesos geológicos que intervienen para poner este fósforo a disposición de los microorganismos: enterramiento de sedimentos, diagénesis (formación de rocas duras) y movimientos tectónicos. Al elevar estas unidades de rocas sedimentarias enriquecidas en fósforo dentro de una cadena montañosa, por ejemplo, la tectónica de placas permitió el enriquecimiento de la corteza continental en este elemento tan preciado para la vida, dejándola nuevamente a merced del proceso de meteorización.

Desde el Cámbrico en adelante, hay un aumento constante en el flujo de fósforo hacia el océano, lo que favorece el desarrollo de la vida marina. Un ejemplo entre muchos que muestra que la Tierra es un sistema cerrado donde los procesos biológicos y geológicos interactúan íntimamente para sustentar la vida en la Tierra.