Hallazgo en rocas de casi 3.000 millones de años reescribe la historia de la vida en la Tierra: hallan evidencia de vida temprana alimentada por volcanes
Un nuevo estudio revela que los océanos primitivos estaban llenos de amonio gracias a la actividad volcánica. Este hallazgo sugiere que la vida pudo haber surgido antes de lo que se pensaba, impulsada por procesos hidrotermales.
Fuente: Midjourney + Wikipedia
Eugenio M. Fernández Aguilar
Físico, escritor y divulgador científico. Director de Muy Interesante Digital
10.03.2025
La historia de la vida en la Tierra sigue teniendo páginas en blanco, pero un nuevo estudio ha revelado detalles sorprendentes sobre sus primeros capítulos. Un grupo de científicos ha analizado rocas de 2.750 millones de años y ha encontrado evidencia de que los océanos primitivos albergaban grandes depósitos de amonio, una forma de nitrógeno esencial para la vida. Estos depósitos, según los investigadores, eran impulsados por actividad volcánica, lo que sugiere que los volcanes desempeñaron un papel clave en el desarrollo de los primeros ecosistemas microbianos.
El hallazgo, publicado en la revista Nature Communications, desafía teorías previas sobre el ciclo del nitrógeno en la Tierra primitiva y sugiere que la vida microbiana prosperaba antes del Gran Evento de Oxidación, cuando el oxígeno comenzó a acumularse en la atmósfera. Según los investigadores, el nitrógeno de origen volcánico pudo haber sostenido la vida mucho antes de lo que se pensaba.
Un océano sin oxígeno, pero lleno de nutrientes
Hace casi 3.000 millones de años, la Tierra era un lugar muy distinto. La atmósfera tenía niveles insignificantes de oxígeno, y la superficie del planeta estaba dominada por mares vastos y poco profundos. Sin embargo, estos océanos albergaban formas de vida primitivas: microorganismos capaces de aprovechar los pocos recursos disponibles.
Uno de estos recursos era el amonio, una forma de nitrógeno disuelto en el agua que los organismos podían utilizar para sobrevivir. El nuevo estudio ha encontrado que los océanos primitivos estaban cargados de amonio, especialmente en aguas profundas. Esto sugiere que el nitrógeno esencial para la vida no solo estaba presente, sino que también circulaba constantemente gracias a procesos geológicos.
Según los investigadores, estos depósitos de amonio se formaban en zonas con alta actividad volcánica. En aquellas épocas, los volcanes submarinos eran mucho más activos y liberaban grandes cantidades de nutrientes en el agua. Estos nutrientes, transportados por corrientes ascendentes, llegaban a la superficie y alimentaban comunidades microbianas en aguas poco profundas.
Fuente: Midjourney / Eugenio Fdz.El papel clave de los volcanes en la evolución de la vida
Los científicos han descubierto que las rocas estudiadas en el cinturón de rocas verdes de Belingwe, en Zimbabue, contienen isótopos de nitrógeno inusuales. Estos isótopos son clave para entender cómo funcionaban los ciclos biogeoquímicos en la Tierra primitiva.
Según el estudio, las rocas del periodo Neoarqueano muestran valores de isótopos de nitrógeno (δ15N) de hasta +42,5‰, lo que indica una fuente de amonio enriquecida en nitrógeno pesado. Esto sugiere que el nitrógeno no solo provenía de procesos biológicos, sino también de fuentes hidrotermales vinculadas a volcanes activos. Como explicó la investigadora principal, Ashley Martin, en el artículo científico: Nuestros datos sugieren que el upwelling hidrotermal de amonio enriquecido en 15N hacia aguas poco profundas, en un entorno parcialmente oxigenado, pudo haber estimulado la producción primaria y favorecido la innovación biológica antes del Gran Evento de Oxidación.
Este hallazgo refuerza la hipótesis de que los volcanes no solo afectaron la geología del planeta, sino también la evolución de la vida. En otras palabras, la intensa actividad volcánica de la época pudo haber sido una fuente clave de nutrientes para los ecosistemas primitivos.
Mapa geológico del cratón de Zimbabue y el cinturón de rocas verdes de Belingwe, con granitoides (amarillo) y terrenos de rocas verdes (verde). Fuente: Nature Communications
Un cambio en la historia del nitrógeno en la Tierra
Hasta ahora, se pensaba que los ciclos del nitrógeno primitivo eran bastante simples y que el nitrógeno bioasimilable era escaso en los océanos. Sin embargo, los nuevos datos sugieren que había grandes reservas de amonio en aguas profundas, lo que pudo haber permitido la proliferación de vida antes del oxígeno atmosférico.
Uno de los aspectos más sorprendentes del estudio es que el ciclo del nitrógeno estaba influenciado por la actividad volcánica, lo que cambia la visión clásica de cómo se desarrolló la química de los océanos. El equipo de investigación descubrió que las diferencias en los valores de isótopos de nitrógeno entre sedimentos profundos y superficiales eran consistentes con un proceso de surgencia hidrotermal, en el que el amonio acumulado en las profundidades era transportado a aguas superficiales.
El estudio también muestra que estas condiciones no eran exclusivas de Zimbabue. Investigaciones previas han encontrado señales similares en otras formaciones rocosas antiguas en Brasil y Australia, lo que sugiere que este fenómeno pudo haber sido global y no solo un caso aislado.
Esquema del afloramiento hidrotermal de amonio hace 2.75 Ga, mostrando su acumulación en aguas profundas y su impacto en los isótopos de nitrógeno en sedimentos y carbonatos superficiales. Fuente: Nature Communications
¿Qué significa esto para la evolución de la vida?
Este descubrimiento tiene implicaciones profundas sobre el origen de la vida en la Tierra. El hecho de que los primeros organismos tuvieran acceso a una fuente constante de nitrógeno significa que la vida pudo haber sido más diversa y resiliente de lo que se creía.
Por otra parte, la conexión entre volcanes y ciclos biogeoquímicos indica que los procesos geológicos y biológicos han estado entrelazados desde el principio. Los océanos primitivos no eran entornos estáticos, sino que estaban en constante cambio, impulsados por la actividad volcánica y los procesos químicos en el agua.
Para los científicos, este estudio refuerza la idea de que la vida no necesitaba oxígeno para prosperar en sus primeras etapas, sino solo los nutrientes adecuados. La gran cantidad de amonio disponible en los océanos primitivos pudo haber sido una de las claves para la diversificación de los primeros ecosistemas y la posterior aparición de organismos más complejos.
Eugenio M. Fernández Aguilar
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Referencias
Ashley N. Martin, Eva E. Stüeken, Michelle M. Gehringer, Monika Markowska, Hubert Vonhof, Stefan Weyer & Axel Hofmann. Anomalous δ15N values in the Neoarchean associated with an abundant supply of hydrothermal ammonium. Nature Communications. 22 de febrero de 2025. DOI: 10.1038/s41467-025-57091-3.
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