El manto (Earth’s Mantle)
• Está entre la corteza y el núcleo.
• Comprende los 40 km a los 2.900 km.
• Consiste en rocas de densidad intermedia, la mayoría compuestos de O con Mg, Fe y Si.
Corteza terrestre (Earth’s Crust)
Las rocas ligeras flotaron en la superficie del oceano de magma.
La corteza ,formada por materiales ligeros con temperatura de fusión
baja, tiene ~40 km de espesor.
Está formada por Si, Al, Fe, Ca, Mg, Na, K combinados con O.
Los fragmentos de la corteza – zircones– de 4,3-4,4 Kma
encontrados recientemente en WAu. Significa que la tierra se enfrió lo suficiente para
formar una corteza sólida sólo unos 100 Ma después del gran impacto de la luna.
• ¿Fue común la vida en el Hadico?
P&D biosfera: El fenómeno de la vida en la
tierra 4
Primeras evidencias Metodología de trabajo ¿Hay suficientes datos?
El Uranio en rocas y cristales antiguos se mide con nuevas técnicas La nueva técnica es tomografía de atómica, aplicada por el equipo de John Valley en las Jack Hills.
Ahora investigan todos los circones del mundo
P&D biosfera: Origen de la Tierra 5
HÁDICO 4,55- 3,8 Kma=Ga Hades= mundo subterraneo mitológico donde habitaban los espíritus de los muertos: el infierno de la Tierra... rocas superficiales basálticas acribilladas desde el espacio por meteoritos y planetoides... Por definición, no puede haber huellas de esas rocas... los circones más antiguos se han datado en torno a 4,4 Kma en el cratón de Australia Occidental) En sus primeros 1000 Ma de evolución la Tierra está sacudida por eventos catastróficos: - impactos meteoríticos, - hundimiento de metales densos (se origina el
núcleo férrico) - flotación de materiales menos densos (originan una corteza incipiente que se destruye y recicla) - escape de gases (originarán la atmósfera y la hidrosfera primitivas)
El cristal más antiguo: circón.
Tiene 4,400 KMa
El año pasado, en la revista Nature se presentó el cristal de circón de las Jack Hills, en australia occidental.
El autor es John Valley y colegas, profesor de Geología
7 P&D biosfera: Origen de la Tierra
El cristal, que contiene U, se formó poco después de la formación de la primera corteza.
Las rocas más antiguas: 4,28 KMa Norte de Quebec, Hudson, Canadá, 40 km al sur de Inukjuak, Nuvvuagittuq
La edad se ha medido isotópicamente con Neomidio-142. La vida media del
60Nd es de 4,1 Kma por lo que no se
había podido aplicar hasta ahora…
Los gneisses de Acasta, Canada Envejecen la primera corteza 300.000 (300 Ky)
Conocidas como
"falsas-amfiboliltas ", o gneisses pueden ser las primeras rocas formadas en la corteza primaria de la Tierra. La primera que se formó al
enfriarse la tierra…
Los descubridores fueron el doctorando J. O’Neil, y los Drs. R. Carlson, K. Stevenson (Quebec U) y Don Francis, este último, autor de la foto, profesor de la
Universidad McGill.
8 P&D biosfera: Origen de la Tierra
Geoquímica de la corteza primigenia: Se detecta actividad tectonica y
volcánica de hace 3,8 KMa 18/1/2013
En el SW de Groenlandia: Foto de Jacques Descloitres, MODIS Land Rapid Response Team, NASA Visible Earth Carnegie Institution
La composición geoquímica de las viejas rocas de
Groenlandia se asemeja a la de los modernos arcos isla oceánicos como Hawai.
9 P&D biosfera: Origen de la Tierra
La tierra primordial Natonal Geographic
P&D biosfera: Origen de la Tierra 10
P&D biosfera: Origen de la Tierra
11
EL PRECÁMBRICO abarca 4 KMa de Historia de la Tierra, representa tres de sus cuatro eones: - El HÁDICO hasta 3,8 KMa.... primera corteza estable - El ARCAICO hasta 2,5 KMa... inicio de la tectónica de placas - El PROTEROZOICO (anterior a la vida), hasta 545 Ma Conocimiento parcial a partir de escasos datos: Rocas antiguas, sujetas a intensos cambios... dominan las rocas metamórficas muy deformadas, en las que se han destruido las señales primarias originales como los ambientes sedimentarios…
el primer continente de la Tierra pudo haberse formado como la actual Islandia
P&D biosfera: Origen de la Tierra 12 Los gneisses de Canada tienen una geoquímica similar , se caracterizan por ser ricas en Fe, bajo O y tierras raras.
J. Reimink et al, Nat. Geosci., 2013, DOI:
Las formaciones de hierro bandeado:
BIF
P&D biosfera: Origen de la Tierra 13 Muestra de mano de
una BIF.
Son rocas sedimentarias. El Fe se concentra en las bandas claras y oscuras. Las bandas rojizas y
anaranjadas son materiales detrítico-silíceos con altos contenidos ferruginosos (que le dan esos colores). Los colores dorados
pertenecen a ojos de tigre, una variedad de
la calcedonia (Silíceo). Autor: Maitri.
• Las FORMACIONES DE HIERRO BANDEADO (banded iron formations: BIF´s): son rocas ferruginosas con máximo desarrollo entre 3,8 Kma y 600 Ma
• Consisten en una alternancia de capas (mm a m) de óxidos de Fe (hematites, magnetita) y cherts; constituyen la mayor reserva de Fe a escala global
La liberación y el transporte del hierro en soluciones acuosas (mares, rios) se explica por una atmósfera con menos oxígeno (reduce los valores de Eh) y más CO2 ...
Su precipitación en las zonas someras puede ser el resultado de la producción local de oxígeno por fotosíntesis (mayor oxidación en las zonas de mayor proliferación de la vida)
ARCAICO PROTEROZOICO
¿Cómo?
• ¿Entre 3,8 a 2 Kma hay rocas que precisan la presencia de vida para explicarse?
• ¿Qué sabemos de la vida en la tierra primigenia hasta ahora?
• ¿qué necesitamos saber para indagar en su remoto origen?
• ¿por dónde empezamos?
Génesis de las BIF
• Son resultado de los ambientes de la antigua superficie terrestre, y requieren de unas condiciones redox y vías de transporte del hierro muy diferentes a las que hay en la actualidad.
• La ausencia de elementos detríticos en estas rocas indica que se depositaron por debajo del nivel de base del oleaje. • Para su formación se requiere la presencia
de Fe2+ (hierro en estado reducido) disuelto en el agua, por
lo que es muy importante conocer las fuentes del mismo. • Actualmente, tanto la magnetita como la siderita son los
mayores proveedores de Fe2+.
Teorías
• Origen biológico: supone que las bacterias fotosintéticas fueron muy importantes para la génesis de las BIF, puesto que al
producir oxígeno libre, éste oxidaría el Fe2+ disuelto en las aguas
―muy abundante en las épocas anteriores a 1,8 KMa― que pasaría a ser Fe3+ (estado oxidado del hierro).
• Se debió de producir a gran escala hace 2,4 KMa, en lo que se conoce como la Gran Oxidación.
• Como el Fe3+ es insoluble en el agua, se depositaría en los
fondos marinos y de aguas continentales, dando origen a los minerales de hierro de las BIF.
• La alternancia de bandas de hierro y bandas no férricas puede explicarse por fluctuaciones en la cantidad de cianobacterias, reduciéndose su número al contaminarse el agua cuando la cantidad de oxígeno era tan abundante que el hierro
disuelto no podía neutralizarlo. Otra hipótesis sugiere que los bandeados se producían por cambios estacionales en la
temperatura del agua.
Pero ¿y las formaciones más antiguas?
• La presencia
de cianobacterias • explica
satisfactoriamente las BIF que se
depositaron a partir de la Gran Oxidación, pero este modelo no sirve para formaciones más
antiguas, debido a la poca abundancia de oxígeno.
¿Cómo?
• ¿Entre 3 a 2 KMa hay rocas que precisan la presencia de vida para explicarse?
• ¿Qué sabemos de la vida en la tierra primigenia hasta ahora?
• ¿qué necesitamos saber para indagar en su remoto origen?
• ¿por dónde empezamos?
P&D biosfera: El fenómeno de la vida en la
tierra 21
De la geoquímica a
la bioquímica
¿qué significa la presencia de un circón más antiguo que la roca que lo contiene?
El circón revela además que el granito, el magma en el que cristalizó, se formó en unos 100 Ma
respuestas
¿fue el Hádico
tan duro como
lo pintan?
Afloramiento de las Jack Hills, Australia occidental. Tienen unos 3 Kma. Las rocas son ricas en hierro, como puede verse en la foto.
Formaciones de Hierro
Bandeado
• Las BIF: Una forma de explicar
la oxidación del hierro en un momento
anterior al evento de la Gran Oxidación sería mediante la acción de bacterias fototróficas
anoxigénicas (BAFAS), un tipo de bacterias que realizan la fotosíntesis (utilizan la luz como
fuente de energía) sin producir oxígeno.
• Las BAFAS tienen clorofila, bacterioclorofila, diferente a la de las plantas
• Utilizan azufre, hidrogeno y otros compuestos en la fotosíntesis, exclusivo de los procariotas.
Vale, no había oxígeno pero ¿ya había vida? ¿existían ya las bacterias anoxigénicas
Oxido de hierro poco soluble en el glaciar Taylor
BIF también:
En ambientes glaciales En ambientes lacustres
En ambientes hidrotermales y volcánicos En ambientes evaporíticos
