FMF - Foro de Mineralogía Formativa

[Cesar M. Salvan]

Las bellas muestras de BIF.

Las muestras comercializadas proceden mayoritariamente de Hamersley, en la región de Pilbara, un lugar de peregrinación para astrobiólogos y geoquímicos. Su edad, si mal no recuerdo, es de unos 2200 a 2400 millones de años.

Se formaron en gran abundancia durante un periodo de entre 2500 y 1900 millones de años, mucho tiempo después del origen de la vida y coincidiendo con el origen de la fotosíntesis oxigénica.

De hecho, la formación de BIFs, para algunos autores, se conecta con la historia de las bacterias a las que debemos una parte importante del oxígeno que respiramos: las cianobacterias. La formación de BIFs se debe a un equilibrio muy fino entre una atmósfera cada vez mas rica en oxígeno y condiciones geoquímicas muy peculiares en el fondo de cuencas marinas.

Como ha dicho Emilio, es una alternancia de capas muy finas (formadas por precipitación y deposición en el fondo de los mares del Proterozoico) unas ricas en hierro (conteniendo hematites, magnetita y cantidades menores de otros minerales, como pirita, ilmenita...) y capas de 'chert' (formadas básicamente por sílice y algunos silicatos, principalmente greenalita y stilpnomelana). La formación de las capas ricas en hematites parece ser una consecuencia de incrementos cíclicos en la concentración de oxígeno en el agua.

El problema es que los BIFs son objeto de intensa discusión aún. Hay muchas controversias y muchas preguntas sin respuesta. Parece claro que hay una relación entre la actividad de la biosfera y la formación de los BIFs, sin embargo no hay evidencias claras de actividad microbiologica asociada. En fin, aun siguen siendo unas rocas algo enigmáticas.

[prcantos]

Pues sí que es bonita. ¿Estos BIF tienen algo que ver con los estromatolitos fósiles?

[carles]

Noticia del 29 de agosto de 2013 en La Vanguardia:

https://www.lavanguardia.com/vida/20130829/54379848343/vida-empezo-marte.html
(enlace normalizado por FMF)

[Emilio Téllez]

Los estromatilitos (primeras estructuras realizadas por seres vivios) son anteriores a los BIF, de memoria creo que sobre los 3700 millones de años.

[José María Tortajada]

La vida en el planeta Tierra parece ser surge en los mares, hace unos 3.850 millones de años. En estos primitivos procesos de la formación de la vida, la atmósfera carece prácticamente de oxígeno y estaba compuesta por amoniaco, metano, vapor de agua y monóxido y dióxido de carbono. De aquí la importancia de lo comentado por Cesar sobre la Pirrotita. Proceso que al igual que en la Tierra podría haberse originado en su momento en Marte, y quizás en otros cuerpos de nuestro sistema solar. Las primeras formas consideradas vivas, las bacterias, se clasifican en el Reino de las Moneras, y consisten en células procariotas, o sea que no tienen núcleo, de aspecto muy simple si las comparamos con el conjunto de las células animales o vegetales mucho más evolucionadas.
En la atmósfera terrestre, se comenzó a producir oxígeno hace unos 3.700 millones de años por una naciente actividad biológica. Estas actividades son las que posiblemente originaron (no está confirmado) los depósitos de hierro bandeados y que sugieren fuentes locales de oxígeno en las interfases sedimento-agua, como nos muestra la lámina pulida que nos presenta Emilio. Hace 2.500 millones de años la acumulación de oxigeno ya era notable. Surgieron las primeras células con orgánulos, como el núcleo, denominadas células eucariotas. Los primeros restos fósiles de animales propiamente dichos pertenecen a la fauna del periodo Ediacarido (Australia y Canada), hace 620 millones de años.
Por otro lado, ante la dificultad evidente de definir la vida, en mi anterior intervención he intentado al menos enmarcarla en el espacio-tiempo para ayudar en su entendimiento aunque ciertamente, como bien dice Cesar, sería tema de otra discusión.

[Cesar M. Salvan]

Sólo algunos matices:

[María Jesús M.]

[José María Tortajada]

Solo hacer un pequeño inciso a propósito de temas comentados y que los especialistas me corrijan en todo lo que no acierte a explicar bien. Es otra de las variantes químicas relacionadas con las bacterias y centrándonos en los estromatolitos y en como afectan mineralógicamente en la formación de fósiles. Como ya se ha comentado, entre los restos fósiles más antiguos hasta ahora localizados, están los estromatolitos, que consisten en concreciones rocosas producidas por la precipitación y fijación en depósitos estratificados, de carbonato cálcico, gracias a la actividad bacteriana. Esto último se ha podido establecer merced al estudio de los estromatolitos “vivos” actuales, producidos por cubiertas sucesivas a modo de tapetes microbianos.
El esqueleto de los vertebrados es la estructura de sustentación del cuerpo y está formado por elementos denominados huesos. El hueso (en el ser vivo) es un elemento vivo y no está muerto, y está formado por células óseas vivas rodeadas por una sustancia inerte y dura. La composición química del hueso es 25% de agua, 45% de minerales como fosfato y carbonato de calcio formando diversas combinaciones como el hidroxiapatito y 30% de materia orgánica. Estos minerales de calcio le dan al hueso su rigidez y dureza.
El fósforo es un elemento fundamental en la vida tal y como la conocemos. En los vertebrados se concentra en tejidos duros, como huesos o algunas cutículas, y más a menudo en las partes blandas. Por consiguiente no debe de sorprendernos que esté involucrado en los procesos de fosilización. El esqueleto de los vertebrados, como ya hemos adelantado, está principalmente compuesto de hidroxiapatito (Ca10(PO4)6(OH)2). En el proceso de fosilización algunos OH pueden ser reemplazados localmente por iones de F-, sobre todo en dientes, produciendo un hidroxi-fluorapatito menos soluble y esta es la razón por lo que la composición de los huesos fósiles contiene más flúor. A modo de ejemplo, el volumen medio del flúor de los huesos de peces marinos y de agua dulce actuales es respectivamente de 4.300 ppm y 300 ppm, mientras que los fósiles contienen 22.100 ppm y 19.900 ppm de flúor.
Los elementos óseos formados por combinaciones químicas fundadas en el carbonato de calcio pueden pasar a combinaciones de apatito sin cambio en la morfología externa. En ambientes naturales, esta alteración diagénica suele estar asociada a depósitos de fosfatos. La transformación bacteriana de organismos calcáreos en apatito se ha demostrado en observaciones y experimentos de laboratorio, (hechas fundamentalmente sobre conchas calcáreas de moluscos y extrapolables a los huesos) y hacen pensar en el siguiente posible mecanismo:
El fósforo necesario para reemplazar carbonato por apatito procede de los microorganismos del sedimento.
Los microorganismos (bacterias, algas, hongos) promueven la descomposición, liberando iones de fosfato y acidificando el agua intersticial de los sedimentos (esta acidificación que puede ser muy localizada, promueve la disolución de los carbonatos). El fosfato liberado se combina con calcio para formar apatito que se forma preferentemente en la interfase carbono/microorganismo reemplazando al carbonato disuelto. Este reemplazamiento preserva la forma externa del elemento original y al igual que en la fosilización del apatito primario, el flúor juega un papel importante al ser la composición final carbonato-flúor-apatito.
En la fotografía se muestra un buen ejemplo de todo esto, un hueso de dinosaurio fosilizado en carbonato-flúor-apatito “hidroxi-fluorapatito” (nótese localmente el rojo del reemplazo de iones F-) y la pista de como ocurrió su proceso de fosilización, al estar rodeado de una capa de estromatolito, que fueron los agentes bacterianos que propiciaron este proceso actuando sobre el fósforo de los elementos blandos (carne) y posteriormente y en consecuencia sobre el calcio de los elementos duros (hueso).
Espero que este proceso quede gráficamente claro en estás fotografías y explique de una manera fácil y amena algo que es bastante más complicado.

[José Luis Zamora]

María Jesús, Cesar, muchas gracias por vuestras aportaciones, sois extraordinarios.
Un abrazo

[María Jesús M.]

Hola, escribo esto porque un par de compañeros del foro me pidieron que explicase mi postura o mi (aparente) contradicción con César. En primer lugar he de decir que los científicos discrepamos de forma habitual, si no fuese así todavía andaríamos en la edad de piedra.

Voy a intentar resumir el problema de las síntesis de laboratorio encaminadas a encontrar el origen de la vida:

1.- La vida se originó a partir de los componentes volátiles, constituidos con hidrógeno, carbono, oxígeno y nitrógeno, que quedaron en la Tierra.

2.- En 1953, un doctorando de la Universidad de Chicago, Stanley Miller, bajo la supervisión de Harold Urey, simuló en el laboratorio el ambiente prebiótico (aceptado en aquella época). Para ello sometió una mezcla de hidrógeno, amoníaco, agua y metano, a calor, para vaporizar el agua, y a descargas eléctricas, que simulaban las "supuestas" tormentas del pasado. Después de una semana de reacción en circuito cerrado, encontró una compleja mezcla de sustancias orgánicas entre las cuales aparecían urea, alcoholes, ácidos carboxílicos y aminoácidos (precursores de las proteínas).

3.- Desde entonces, los modelos sobre formación planetaria nos han hecho replantear (y cambiar) varias veces el SUPUESTO AMBIENTE PREBIOLÓGICO TERRESTRE. A raíz de esto, se han realizado decenas de miles de experimentos, en los cuales se mezclan distintas proporciones de compuestos simples de nitrógeno, carbono, oxígeno e hidrógeno, con diferentes minerales, intentando simular los ambientes de las “SUPUESTAS ATMÓSFERAS PRIMITIVAS”.
Prácticamente en todos los experimentos (incluidos los de César) se llegan a formar moléculas orgánicas que podrían ser precursoras de las moléculas de la vida.

4.- El único requisito para llegar a moléculas potencialmente biológicas (que tienen mucho hidrógeno) es que el carbono y/o el nitrógeno se encuentren en forma reducida, o bien que exista hidrógeno en el medio. Es decir, podemos llegar a compuestos con potencial biológico si partimos de:
4.a.- metano + amoniaco + agua
4.b.- dióxido de carbono + amoniaco + agua
4.c.- nitrógeno + carbono reducido (metano, sulfuro de carbono, etc.) + agua (caso de los experimentos de César).
4.d.- nitrógeno + dióxido de carbono + hidrógeno + agua.
La facilidad con la que se generan moléculas “potencialmente biológicas” a partir de mezclas de carbono + nitrógeno + oxígeno + hidrógeno queda patente cuando se analizan las nebulosas interestelares y ciertos meteoritos, en donde podemos apreciar compuestos de carbono complejos, que, en unas condiciones definidas, podrían llevar a moléculas con potencial biológico.

En resumen: el carbono siempre tiende a dar moléculas con potencial biológico. Esta es la razón por la que la mayoría de los científicos supone que la vida ha podido crearse en muchos puntos del Universo.

¿Cuál era la discrepancia entre César y yo? La discrepancia no está en los experimentos de César (totalmente aceptables) sino en el medio ambiente prebiológico que SUPONEMOS cada uno. Es decir: ¿cómo era la atmósfera en ese momento?. O, dicho de otro modo: ¿cuáles eran los volátiles terrestres que pudieron reaccionar para dar origen a las primeras moléculas con potencial biológico?.

Parece que César considera una atmósfera prebiológica que no es excesivamente oxidante, por lo que podría haber fuentes de carbono reducido. Capaz de reaccionar con nitrógeno molecular para generar “precursores de la vida”. Reacciones 4.c y/o 4.d

Mientras que yo, basándome en el proceso de formación del Sistema Solar y en la termodinámica, considero que la atmósfera era más oxidante. Por lo que debió entrar nitrógeno en forma de amoniaco. Capaz de reaccionar con el dióxido de carbono, para generar “precursores de la vida”. Reacción 4b.

Como dijo César: “La composición de la atmósfera es objeto de discusión activa”.

En efecto, el problema es que nadie puede saber con certeza cómo era la atmósfera terrestre primigenia, porque no hay rocas de esa época. La roca más antigua que conocemos es de hace unos 3850 millones de años. Es decir, no tenemos ni pajolera idea de cómo pudo ser el ambiente (y la atmósfera) en los primeros 1700 millones de años del planeta Tierra.

Esas son las dudas que planteé en:

[José Luis Zamora]

Buenos días. Hoy en el diario La Razón, viene un articulo sobre este gran tema, el titulo es "Descubren una «fábrica cósmica» para producir un componente básico de la vida"
https://www.larazon.es/detalle_normal/noticias/3641543/sociedad+ciencia/descubren-una-fabrica-cosmica-para-producir#.UjbMMj-ynFI
(enlace normalizado por FMF)
De nuevo muchas gracias María Jesús y Cesar.

[nerofis2]

Hola, buenos días:
Aquí falta un mensaje que alguien ha borrado completamente, como si no hubiera existido. Más o menos lo mismo que Orwell en 1984; y así lo que nos sucede es que perdemos nuestra historia y nuestra memoria y entonces dejamos de de ser nosotros mismos.
Una cosa es cerrar un tema, editarlo, revisarlo, etc. y otra muy distinta es suprimir comentarios de forma selectiva
Si no lo hubiera leído nadie pues bien, no existiría el presente texto y de nada hablaríamos;..pero yo lo he leído y cuando se lanza un guante de esta envergadura no puede retirarse sin más
Un saludo

[Foro FMF]

Nadie de los administradores ha borrado nada (que nosotros sepamos)

Recordamos que los usuarios, hasta que su mensaje es contestado, pueden editar/borrar sus propios mensajes de modo que si lo ha hecho alguien con su propio mensaje, lo sentimos, pero ahí los administradores no tenemos nada que ver y es un derecho de alguien que publica algo, borrarlo si no le gusta lo que ha escrito (y todavía no ha contestado nadie su mensaje)

Aprovechamos para recordar que los administradores somos EXTRAORDINARIAMENTE CUIDADOSOS con lo de borrar mensajes, y si alguna vez lo hemos hecho ha sido por incumplir las normas del Foro, por petición de quien lo publicó, o por "aclamación", cuando algún debate había salido de madre y se habían dicho palabras gruesas, lo que desde luego no es el caso de este hilo. Por tanto agradeceríamos MUCHÍSIMO que antes de escribir cosas como "Más o menos lo mismo que Orwell en 1984", se consulte o se pregunte antes a los administradores en privado (MP por ejemplo) porque al ser público el mensaje algunas personas pueden leer ese texto y creerlo.

Gracias

[nerofis2]

Hola, buenas tardes:
Mis disculpas a FMF porque nunca fue mi intención acusarle de haber borrado mensaje alguno. Tuve siempre muy claro que lo borró la misma persona que lo puso, a la que no sólo no disculpo sino que insto a que nos explique su conducta.
El mensaje existió -para mi, injusto, inadecuado y ciertamente ofensivo para los participante en FMF y en el tema concreto - yo lo leí, como ya dije, y además de tristeza me dolió; y fue borrado posteriormente. Y con esto no pretendo alimentar una inútil polémica o discusión irrelevante en las que normalmente hago lo imposible por no participar.
Así que reitero mis disculpas y un saludo.

[Foro FMF]

Perdona, pero creemos que esto es un disparate. Si alguien escribió lo que fuese y después él mismo lo borró porque se lo pensó mejor y prefirió que no se viese aquí ¿a qué viene remover el tema y querer sacar a la luz presuntos agravios?

Cerramos el tema. Una pena, porque era muy interesante y no precisamente por sus (irrelevantes) polémicas.

PD: se ha dicho muchas veces antes, pero ¿por qué no se es más consciente que determinadas cosas es mucho mejor hablarlas por MP en lugar de en público?

[Foro FMF]

Para rematar este hilo, qué mejor que este magnífico vídeo, gentileza de que lo presenta en su edición 01/11/2013 :