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FMF - Foro de Mineralogía Formativa
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Vida y minerales: evolución paralela
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Frederic Varela




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MensajePublicado: 11 Sep 2011 20:26    Título del mensaje: Vida y minerales: evolución paralela  

Hace bastante tiempo cayó en mis manos un resumen de un artículo publicado en el año 2008 en la revista American Mineralogist titulado "Mineral evolution" (Evolución mineral):
Robert M. Hazen, Dominic Papineau, Wouter Bleeker, Robert T. Downs, John M. Ferry, Timothy J. McCoy, Dimitri Sverjensky and Hexiong Yang (2008) Mineral Evolution. American Mineralogist. 93:1693-1720.

Ayer por casualidad encontré en la red la revista Elements, publicación de mineralogía, geoquímica y petrología (en la que participa, entre otras la Sociedad Española de Mineralogía) donde se revisita, amplía y desarrolla este interesante tema, de la mano de Robert M. Hazen, el autor del artículo original.
Elements, Volume 6, Number 1 • February 2010
https://geology.wwu.edu/dept/faculty/hirschd/courses/306resources/elements_magazine/e6_1.pdf
(enlace normalizado por Foro FMF)
Una verdadera joya que se puede descargar (en inglés), con siete artículos interesantísimos y una foto en portada de Jeff Scovil de una azurita de Touissit que tumba de espaldas.
(este enlace desgraciadamente ya no es operativo. Si alguien tiene mucho interés en la revista me la puede pedir por mp en formato pdf).

Los autores del citado artículo proponen la hipótesis de que una gran parte de los minerales terrestres actuales aparecieron gracias a procesos biológicos que tuvieron lugar sobre unos pocos minerales primordiales. De esta manera una cierta "evolución mineral" tuvo lugar de forma pareja a la evolución de la vida.
Voy a intentar compartir lo que me ha parecido más interesante de este trabajo de una forma comprensible y espero que sin meter demasiado la pata (si lo hago, César M.Salván gran especialista en estos temas, ya me corregirá).

La primera premisa sería que la mayoría de los minerales que se encuentran en la Tierra están aquí gracias a la existencia de vida en nuestro planeta. Es sorprendente pensar que en los inicios del Universo, se considera que solo existían tres elementos: hidrógeno, helio y trazas de litio. El resto de elementos se formaron más tarde en las estrellas mediante reacciones nucleares. Estos elementos se dispersarían por el espacio a causa de explosiones y de otros fenómenos, constituyendo las semillas de nuevas estrellas.
En los inicios de la formación del Sistema Solar, éste tenía los 94 elementos de la tabla periódica, pero muy pocos minerales. A medida que las fuerzas gravitatorias creaban los diversos cuerpos celestes y estos se enfriaban, empezaron a formarse los minerales, que en una primera fase no pasarían de 60. Seguidamente empezarían a actuar los fenómenos volcánicos y el agua, que contribuyeron a la formación de nuevas especies minerales. En esta fase, tanto la Tierra como otros planetas del Sistema Solar como Marte o Venus tendrían en el mejor de los casos (suponiendo la presencia actual o pasada de procesos ígneos, agua, otras sustancias volátiles y fenómenos de tectónica de placas, etc.) unos 1500 minerales diferentes, la máxima diversificación posible por métodos inorgánicos. Sin embargo esto contrasta con que en la Tierra pueden hallarse actualmente varios miles de minerales distintos.
Según los investigadores, dos tercios de los aproximadamente 4400 minerales conocidos de la Tierra aparecieron directa o indirectamente gracias a la presencia de vida en nuestro planeta. Así, desde el inicio de la vida, la geosfera y la biosfera coevolucionaron de forma paralela. La vida transformó de forma dramática la atmósfera y los mares pero también las rocas.Todos estos minerales primordiales sirvieron de forma directa o indirecta a los organismos vivos para producir otros minerales. El primer gran cambio se produjo hace aproximadamente unos 2500 millones de años con la aparición de la fotosíntesis y la producción de grandes cantidades de oxígeno, el "Great Oxidation Event". Gracias a este gas hubo un crecimiento explosivo en la diversificación de nuevos minerales, que no hubiera podido tener lugar en condiciones anóxicas. Entre otros se formaron enormes cantidades de óxidos de hierro, cobre y de otros muchos metales.
El siguiente gran evento fue la aparición de los bioesqueletos de carbonato cálcico, fosfato y sílice, por acción de organismos marinos, que a su vez contribuyeron a disminuir la acidez de los mares haciéndolos habitables y formando enormes depósitos minerales. Y por último la aparición de las plantas sobre la superficie de la Tierra y la formación de suelos, con la consiguiente aparición de nuevos minerales. Paralelamente hubo opurtunidad de que aparecieran nuevos minerales asociados a procesos biológicos como la hazenita, un mineral del grupo de la estruvita aprobado por la IMA en el año 2007 y que se forma gracias a un fosfato producido por un microorganismo que vive en las aguas ácidas del Lago Mono (Mono Lake) en California. Mineral al que por cierto dieron su nombre en honor al autor de esta teoría y del artículo, Robert M. Hazen.
Esta nueva visión según los autores podría ayudar en la búsqueda de indicios de vida en otros planetas, e incluso replantear la forma en como clasificamos actualmente los minerales.

Otros links para consultar:

Neofronteras
https://neofronteras.com/?p=1319
Una de las mejores webs de divulgación científica que conozco, en español.Tiene apartados específicos de Geología y Paleontología entre otros muchos.

Carnegie Institution for Science
https://carnegiescience.edu/news/mineral_kingdom_has_co_evolved_life

Science- Earth's Minerals Evolved, Too
https://news.sciencemag.org/sciencenow/2008/11/14-02.html

Arizona Geology- video con una entrevista a Robert M. Hazen.
https://videos.ciw.edu/achilles_movies_download/mineral_evolution.mov

Robert M. Hazen et al. (2008): Mineral evolution. American Mineralogist; November-December; v. 93; no. 11-12; p.1693-1720
(enlace al abstract del artículo, en inglés)
https://ammin.geoscienceworld.org/cgi/content/abstract/93/11-12/1693

(Todos los enlaces normalizados por Foro FMF)

Cuelgo unas fotos "ad hoc" para amenizar y en lo posible hacer más comprensible el post.



1.jpg
 Descripción:
Diamante y grafito.
En los inicios del Universo, y después de que las primeras supernovas explotaran, en un medio rico en carbono probablemente se formaran las primeras fases cristalinas en forma de diamante y grafito, evidentemente a nano y microescalas.
 Visto:  24005 veces

1.jpg



2.jpg
 Descripción:
Meteorito Sijoté-Alín (Sikhote-Alin)
Muchos meteoritos son remotos testimonios de las fases en que se formaron los planetas. La mineralogía del sistema solar puede rastrearse en los meteoritos que caen sobre la superficie terrestre. En la imagen, un fragmento del meteorito Sijoté-Alín (Sikhote-Alin), caído en Rusia en 1947 sobre las montañas del mismo nombre, a unos 440 km de Vladivostok. Está clasificado como un meteorito metálico, con estructura de octahedrita gruesa. Su composición aproximada es de un 93% de hierro, 5,8% níquel, 0,42% cobalto, 0,46% fósforo y 0,28% de azufre, con trazas de galio, germanio y iridio. También se ha detectado la presencia de taenita, plessita, pirrotina (troilita), cromita, camacita (kamacite) y schreibersita (composición extraída de Wikipedia)
 Visto:  23980 veces

2.jpg



3.jpg
 Descripción:
Hasta la aparición de la vida, los principales factores que influyeron en la génesis de nuevos minerales fueron los fenómenos ígneos (foto: coladas volcánicas en Cabo de Gata, Almería)........
 Visto:  24012 veces

3.jpg



4.jpg
 Descripción:
......la formación de granitos y pegmatitas (foto: pegmatitas del Cap de Creus, Alt Empordà, Girona)......
 Visto:  23987 veces

4.jpg



5.jpg
 Descripción:
...... y la tectónica de placas (foto: anticlinal de Alinyà, Alt Urgell, Lleida).
 Visto:  23986 veces

5.jpg



Banded iron formation-www1.newark.ohio-state.jpg
 Descripción:
Jaspilita
El primer gran salto en la era de la mineralogía mediada biológicamente: una de las consecuencias de la aparición de la vida en nuestro planeta fue el aumento de la concentración de oxígeno en la atmósfera como resultado de la acción fotosintética de microorganismos. Este fenómeno conocido como la gran oxidación (Great Oxidation Event), tuvo como consecuencia más visible la formación de grandes depósitos de óxidos de hierro y de otros minerales y una gran diversificación de las especies minerales. En la foto formación de hierro bandeado (jaspilita) característico de este evento geológico (foto: Universidad de Ohio: http://www1.newark.ohio-state.edu/Professional/OSU/Faculty/jstjohn/Common%20rocks/Banded%20iron%20formation.htm)
 Visto:  24056 veces

Banded iron formation-www1.newark.ohio-state.jpg



7.jpg
 Descripción:
Nummulites
La aparición de los bioesqueletos de carbonato cálcico, fosfato y sílice, por acción de organismos marinos fue el segundo evento que facilitó una segunda diversificación de las especies minerales (foto: foraminíferos del género Nummulites),.......
 Visto:  24176 veces

7.jpg



8.jpg
 Descripción:
Orbitolinas
....... La acumulación a lo largo del tiempo de los exoesqueletos de estos y otros organismos ....
 Visto:  23959 veces

8.jpg



8a.jpg
 Descripción:
....propició la formación de grandes paquetes de estratos de carbonatos (foto: El Montgrí, Baix Empordà, Girona, formado por calizas y dolomías del Cretácico).
 Visto:  23981 veces

8a.jpg



9.jpg
 Descripción:
Estruvita
Diámetro mayor 0,8 cm.
Estruvita, un fosfato amónico-magnésico íntimamente ligado a procesos biológicos. En la foto, estructuras minerales formadas en la vejiga urinaria por la acción de una bacteria sobre la orina.
 Visto:  24043 veces

9.jpg



_________________
Frederic Varela Balcells
Grup Mineralògic Català
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Sara V




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MensajePublicado: 12 Sep 2011 00:35    Título del mensaje: Re: Vida y minerales: evolución paralela  

Muy interesante el post!.

Por cierto, las coladas volcánicas, es lo mismo que hay en el norte de Irlanda, la Calzada de los Gigantes, columnas de basalto? se ponen los pelos de punta al pensar en cómo se formaron. También vi un sitio parecido en USA, del que colgaré fotos cuando las encuentre.
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Iván Blanco (PDM)




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MensajePublicado: 12 Sep 2011 08:08    Título del mensaje: Re: Vida y minerales: evolución paralela  

Precioso articulo Frederic. Gracias por el esfuerzo.
_________________
Saludos,

Iván

--

Pseudomorfos colecciono
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Frederic Varela




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MensajePublicado: 12 Sep 2011 19:06    Título del mensaje: Re: Vida y minerales: evolución paralela  

Sara e Iván, agradezco mucho vuestros comentarios.
Sara, la foto del Cabo de Gata sí son coladas de basalto.
Saludos.

_________________
Frederic Varela Balcells
Grup Mineralògic Català
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Cesar M. Salvan




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MensajePublicado: 30 May 2012 00:12    Título del mensaje: Minerales y Mineraloides  

Emilio Téllez (Consulta: ¿qué tipo de minerales son estos?) creo que aquí no se entiende por "mineral" lo que no es "vegetal" ni "animal" u "orgánico", sino atendiendo a la definición de mineral:

E. Nickel (1995) The definition of a mineral. Canadian Mineralogist, 33, 689

Si hay alguna actualización de esto, please, que alguien la comparta, que igual estoy desactualizado.

Del mismo modo, que alguien me corrija si estoy desactualizado, el acento no se pone totalmente en la cristalinidad, sino en la homogeneidad química. Así, algunas sustancias amorfas son incluidas como minerales, si bien esto va un poco en función de los autores. Para unos son todas mineraloides, para otros no. De modo que el ámbar nunca podría ser un mineral.

No obstante, un vidrio artificial, como ya se ha dicho, no es mineral ni mineraloide, aunque obviamente sea "materia mineral" por contraposición a las otras. Tampoco las fases minerales artificiales son minerales s.s., aunque sean indistinguibles mediante las técnicas usuales. Es decir, yo puedo sintetizar mackinawita, pero no es un mineral, lo cual nos lleva a una cuestión filosófica: ¿por que si sintetizo un mineral, NO es un mineral y en cambio si una bacteria lo hace en un biofilm, Sí es un mineral?. Al fin y al cabo son diferentes mecanismos, pero en ambos casos serían biomineralizaciones :).
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Josele




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MensajePublicado: 30 May 2012 00:18    Título del mensaje: Re: Minerales y Mineraloides  

Cesar M. Salvan escribió:
... sino atendiendo a la definición de mineral:

E. Nickel (1995) The definition of a mineral. Canadian Mineralogist, 33, 689
...

Por favor, César, ¿Podrías escribir la definición de Nickel? es que no la tengo a mano y así nos enteramos todos.

Gracias y un saludo.

_________________
Josele
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Cesar M. Salvan




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MensajePublicado: 30 May 2012 00:26    Título del mensaje: Re: Minerales y Mineraloides  

Bueno, este es uno de los temas recurrentes clásicos. Se puede encontrar la definición, así como una interesante discusión sobre el asunto en este mismo foro:

https://www.foro-minerales.com/forum/viewtopic.php?p=7517&highlight=nickel+mineral+definicion#7517

ah! el siempre infravalorado poder del botón "buscar"!

Asimismo, el articulo de Nickel se puede obtener gratis en internet.
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Antonio Alcaide




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MensajePublicado: 30 May 2012 07:42    Título del mensaje: Re: Minerales y Mineraloides  

Si no he entendido mal la definición de Nickel, lo que hace la bacteria quedaría fuera de "procesos geológicos", así que tampoco sería mineral.

Como telón de fondo hay un problema de "etiquetado", de definiciones, es decir, depende de los presupuestos desde los que definamos.

Respecto a la interesante observación de César -filosófica- supongo que tenemos tendencia a considerar -tras muchos años de antropocentrismo- lo que hace el hombre como fuera de lo biológico -opuesto a lo natural-. Son, obviamente conceptos que se han quedado algo desfasados. En un primer momento he pensado que la bacteria colabora en la formación de minerales de manera no intencional -frente al hombre-, pero, si lo pienso bien, no tengo tan claro lo que tienen en su "cabeza" las bacterias :-)

Saludos

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Cesar M. Salvan




Registrado: 08 May 2007
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MensajePublicado: 30 May 2012 08:45    Título del mensaje: Re: Minerales y Mineraloides  

Antonio, te equivocas. La actividad biológica también forma parte de los procesos geológicos. Si así no fuera, ¡Rio Tinto quedaría fuera de la Geología y la pirita de allí no sería un mineral! solo por poner un ejemplo llamativo de muchísimos posibles.

"En un primer momento he pensado que la bacteria colabora en la formación de minerales de manera no intencional -frente al hombre-"

Bueno, muchas veces no "colabora" (como en la pirita de Rio Tinto) sino que directamente es la que los forma (concepto de biomineralización), frente a la formación de minerales en procesos como fosilización o a partir de restos orgánicos (organomineralización). Si los "biominerales" son minerales, yo revisaría la aplicación de mineral a fases sintéticas.

Respecto a la intencionalidad o no, es un concepto humano no extrapolable al resto de la biosfera y por tanto no puede usarse con criterio clasificatorio. La vida es teleonómica, no teleológica.

Pero desde un punto de vista global, el hombre es otro agente en el cambio geológico y en la formación de minerales. Yo personalmente consideraría las fases sintéticas también como un caso particular de "biomineralización", ya que no hacerlo implica dar al hombre unas caracteristicas "superiores" y/o externas a los procesos de la propia biosfera, algo ilógico.
Pero bueno, al fin y al cabo es una discusión boba de la hora del té.
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Jordi Fabre
Coordinador general del Forum



Registrado: 30 Ago 2006
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MensajePublicado: 30 May 2012 11:19    Título del mensaje: Re: Minerales y Mineraloides  

Gracias a todos los participantes en este tema, más por favor! ;-)
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Antonio Alcaide




Registrado: 18 Ago 2009
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MensajePublicado: 30 May 2012 11:28    Título del mensaje: Re: Vida y minerales: evolución paralela  

Gracias, César, por tus nuevas precisiones. Está claro que he sido muy simplista en mi interpretación de "proceso geológico", sobre todo a la luz del artículo de Frederic con el que comienza ahora este hilo.

Por lo demás completamente de acuerdo en no considerar al hombre fuera del resto de la biosfera.

La distinción entre biomineralización y organomineralización es muy pertinente. No la conocía. Así como tu precisión sobre la naturaleza teleonómica de la vida.

Como no tengo apenas respuestas, voy a intentar hacer alguna buena pregunta: ¿Veis alguna diferencia -clasificatoria- entre un compuesto ("mineral") sintetizado en laboratorio y un mineral obtenido como subproducto industrial (recuerdo algunos yesos que crecen en los tubos de vertidos de determinadas industrias) al que llamamos antropogénico?

Saludos

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prcantos
Administrador



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MensajePublicado: 30 May 2012 12:58    Título del mensaje: Re: Vida y minerales: evolución paralela  

Hola. En el poco tiempo que llevo en el foro, y también antes, ya han aparecido varias veces este tipo de discusiones sobre definiciones, nomenclaturas, clasificaciones... Permitidme que hoy que tengo algo de tiempo me extienda un poco más de lo normal para intentar aportar algo más elaborado, que espero sirva de provecho.

La etimología de la palabra "definición" alude a "poner fin a algo, determinarlo, demarcarlo bien o señalar claramente sus fronteras". Definir un concepto, por tanto, significa establecer unas fronteras y saber qué "queda dentro" y "qué permanece fuera". Esto es muy fácil en la teoría, pero en los casos concretos no está tan claro. Las definiciones en matemáticas, una vez asumida la axiomática que se vaya a manejar, sí son perfectas en este sentido. Pero definiciones como la de Nickel para los minerales, como el autor mismo reconoce en el artículo, contienen un amplio margen de ambigüedad y de excepciones que hay que detallar en cada caso, es decir, las fronteras o límites que a que antes me refería son realmente muy amplios o difusos. Toda definición que contenga términos indeterminados como "normally" es necesariamente ambigua. Además, la definición de Nickel define los minerales por un criterio genético, "a result of geological processes", lo cual, además de mezclar la realidad de las cosas con el devenir de las mismas, requiere definir también con precisión lo que es un proceso geológico (esto no es un defecto, muchas definiciones se apoyan en otras anteriores; pero sí aumenta el nivel de complejidad).

Creo, por tanto, que es claro que esta definición es muy imprecisa y ambigua, pero esto no quiere decir que sea desechable o inútil científicamente. Realmente en la inmensa mayoría de los casos la definición basta para trabajar, aprender y obtener buenas conclusiones, pero habrá cierto número de "casos fronterizos" (cuestiones liminales, que se diría en otro orden de cosas) que sí darán problemas.

En todo caso estos conflictos de frontera sólo serán piedras de escándalo para una mentalidad cartesiana impropia de la ciencia del siglo XXI. En la ciencia contemporánea hemos conocido hombres muy sabios que han desestimado el mito de la ciencia cartesiana (clara y distinta), y han sabido salvar exitosamente el obstáculo de la incertidumbre científica, un hecho que existe y fue formulado para la Física por Heisenberg en 1927 y demostrado para la Lógica y las Matemáticas por Gödel en 1931. Quizá el mejor ejemplo sea el fenómeno de la luz y su doble formulación teórica: la teoría corpuscular y la teoría ondulatoria.

Las dos definiciones de la luz son enunciados equivalentes referidos a un mismo y único fenómeno, y los dos desarrollos teóricos a partir de ellos explican el comportamiento dual del fotón. Las dos teorías son complementarias, y cada una de ellas explicará más fácilmente cierto tipo de fenómenos: el efecto fotoeléctrico y el efecto Compton se entienden bien con el formalismo corpuscular, mientras que el funcionamiento del microscopio petrográfico con nicoles cruzados se explica mejor con la teoría ondulatoria.

Volviendo al campo geológico, el hecho de que ciertos materiales caigan dentro de estas amplias fronteras no tendría que suponer ningún problema. Minerales orgánicos, rocas monominerales, charnockitas, zeolitas o feldespatoides, hielo-agua, xenolitos de dunita o de olivino, CO2, variedades de sílice amorfa o criptocristalina, materiales biogénicos o antrópicos y otros muchos conceptos están en esta situación. A veces es conveniente que los organismos competentes dicten algún criterio, o establezcan un convenio para evitar pérdidas de tiempo y de esfuerzo; para eso están estos organismos, que lo hagan cuando sea oportuno.

Pero quizá lo más importante y productivo no es tanto una taxonomía perfecta y universal, sino justificar adecuadamente las decisiones que se tomen y procurar que las mismas sirvan para producir buenos resultados tanto teóricos como prácticos. Y, por supuesto, que todas las cartas estén sobre la mesa para que nos entendamos y no haya confusiones debidas al lenguaje. Se trata de que la Ciencia proporcione buenos modelos que se adapten a la realidad de las cosas. Lo contrario sería forzar la realidad para que encaje en nuestras teorías, y eso se llama idealismo, una cosmovisión que suele caer con frecuencia, como tristemente sabemos, en manos de los poderosos; y llevada al extremo por ciertos poderosos, y siempre en nombre de grandes y nobles ideales (Dios, libertad, razón, justicia, progreso...), ha sido protagonista de algunas de las mayores atrocidades de la historia de la humanidad.

Parecía que ya pasó la época de las grandes controversias científicas que afectaron a la recién nacida Geología: neptunismo y plutonismo, actualismo y catastrofismo, creacionismo y evolucionismo... Aunque en el siglo XXI los "ismos" hayan cambiado, parece que ciertas cuestiones profundas que estaban en la base de estas discusiones (y más en general, en los cimientos mismos de nuestra cultura) nos siguen preocupando y generando intercambios de ideas. Esto es muy bueno, y este foro es, a menudo y felizmente, testigo y escenario.

Saludos.

_________________
Pablo Rodríguez Cantos (Granada)
λίθον˛ον απεδοκίμασαν˛οι οικοδομουντες
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Antonio Alcaide




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MensajePublicado: 30 May 2012 15:31    Título del mensaje: Re: Vida y minerales: evolución paralela  

En estos tiempos tan convulsos es sin duda un placer -intelectual- llegar a este rincón mineralógico cotidiano y encontrarse aportaciones como la anterior de Pablo: juicio, discernimiento, teoría de la ciencia, referencia bíblica en griego que se puede leer en clave mineralógica...

Parafraseando al mismo Pablo: "estoy disfrutando mucho con este hilo"...

Saludos

PD: y ya que estamos con las referencias, yo me quedaría con el poema "Como tú" de León Felipe, aquel que termina "como tú, / piedra aventurera; / como tú, / que tal vez estás hecha / sólo para una honda, / piedra pequeña /y ligera...

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La vida es el cristal más breve
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Jordi Fabre
Coordinador general del Forum



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MensajePublicado: 31 May 2012 10:27    Título del mensaje: Re: Vida y minerales: evolución paralela  

He movido este hilo a la sección "Ayudando a la Ciencia" ya que coincide plenamente con los objetivos de la sección, objetivos que se pueden conocer leyendo su descripción :
Este Foro se ha creado para impulsar y promover todas las iniciativas relacionadas con la investigación científica de los minerales y quiere ser una especie de sección VIP de FMF en donde se irán poniendo aquellos temas que destaquen por su calidad y/o profundidad científica.
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teresa soler (terita)




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MensajePublicado: 02 Jun 2012 10:57    Título del mensaje: Una nueva bacteria descubierta formas minerales intracelulares  

Imagen y texto (Ingles).

https://www.sciencedaily.com/releases/2012/05/120511101352.htm?utm_source=feedburner&utm_medium=email&utm_campaign=Feed%3A+sciencedaily%2Ffossils_ruins%2Ffossils+%28ScienceDaily%3A+Fossils+&+Ruins+News+--+Fossils%29 )
(enlace normalizado por FMF)

Foto .

Imagen de Candidatus lithophora Gloeomargarita. Inclusiones de carbonatos de calcio, magnesio, bario y estroncio se puede ver el interior de la cianobacteria.

Resumen.

Una nueva especie de bacteria fotosintética es capaz de controlar la formación de minerales (carbonatos de calcio, magnesio, bario y estroncio) dentro de su propio organismo.

Un estudio realizado por investigadores franceses revela la existencia de este nuevo tipo de biomineralización, cuyo mecanismo es aún desconocido.

Algunas cianobacterias son capaces de formar carbonato de calcio fuera de su celda, especialmente los relacionados con los estromatolitos, rocas carbonatadas que datan de millones de años.

Los científicos recogieron estromatolitos en un lago de cráter en México y los cultivaron en el laboratorio, descubrieron una nueva especie de cianobacteria, llamado Candidatus lithophora Gloeomargarita.

En algunas cianobacterias se conoce la formación de carbonato de calcio extracelular dentro de los estromatolitos,pero su formación dentro de la celda nunca se habían observado.

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Tirando del hilo se deshace el ovillo.
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María Jesús M.




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MensajePublicado: 04 Jun 2012 19:30    Título del mensaje: Re: Vida y minerales: evolución paralela  

Frederic, gracias por tu exposición, me encanta el hilo.

Hay muchos ejemplos de cómo la biosfera interviene en la génesis de minerales y rocas, y quiero aportar mi granito de arena, exponiendo uno de ellos: la formación natural de sulfatos de cobre, hierro y aluminio.

En todos los casos se parte de sulfuros minerales (generalmente piritas), que son oxidados por diversas bacterias y hongos heterótrofos. Entre los organismos más ávidos de azufre destacan las bacterias quimioautótrofas Tiobacillus, que obtienen su energía de la oxidación del azufre y los sulfuros, tal y como muestra la reacción.

2 S + 2 H2O + 3 O2 → 2 H2SO4

El producto final de la oxidación biológica del azufre (y los sulfuros) es ácido sulfúrico. Los sulfuros también pueden oxidarse con el oxígeno del aire, pero las bacterias trabajan con tal rapidez que son responsables de más del 95 por 100 del ácido sulfúrico natural de los suelos.
En general, los sulfuros no son excesivamente abundantes y el ácido sulfúrico que se forma se incorpora al suelo o a los acuíferos sin dejar rastro. Pero en zonas de sulfuros abundantes, el ácido formado ataca las rocas, disolviendo sus metales.
Un caso extremo lo tenemos en Riotinto, en donde el ácido arrastra el hierro, que se mantiene en disolución causando el color rojo del río (foto 1). Cuando el agua se evapora, pueden cristalizar la jarosita y otros sulfatos de hierro (fotos 2 y 3). En las zonas de Riotinto donde la concentración de cobre es elevada, el sulfúrico también arrastra cobre, permitiendo la cristalización de la calcantita (no tengo ni piedra ni foto).
El resultado del proceso depende del tipo de roca por la que transcurre el ácido sulfúrico, así, por ejemplo, la alunita (fotos 4 y 5) se forma cuando el ácido sulfúrico procedente de la oxidación biológica de las piritas discurre por terrenos ricos en aluminio.
Esto es sólo un ejemplo de la que pueden liar unos pequeños organismos a los que les gusta el azufre…;).



P1010022.jpg
 Descripción:
El río Tinto
Debe su color al hierro, que permanece en disolución debido a la elevada acidez del agua.
 Visto:  22512 veces

P1010022.jpg



P1010074.jpg
 Descripción:
Sulfatos de hierro
Riotinto. Huelva
Ancho de imagen 60 cm
 Visto:  22490 veces

P1010074.jpg



P1010075.jpg
 Descripción:
Sulfatos de hierro
Riotinto. Huelva
Ancho de imagen 60 cm
 Visto:  22515 veces

P1010075.jpg



alunita.jpg
 Descripción:
Alumbre (sulfato hidratado de potasio y aluminio) antropogénico
Ancho de imagen 7 cm
 Visto:  22583 veces

alunita.jpg



alunita2.jpg
 Descripción:
Alumbre (sulfato hidratado de potasio y aluminio) antropogénico
Ancho de imagen 8 cm
 Visto:  22623 veces

alunita2.jpg


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Cesar M. Salvan




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MensajePublicado: 04 Jun 2012 21:10    Título del mensaje: Re: Vida y minerales: evolución paralela  

Voy a hacer unos pequeños apuntes, teniendo en cuenta que el sistema del Tinto es muy complejo. Sin embargo, en lineas generales, hay dos reacciones fundamentales que son las que dan lugar a las caracteristicas del agua, mantenidas homeostaticamente a lo largo de todo el trayecto del rio. Estas reacciones implican al hierro y son las bacterias que disfrutan del hierro y este "ciclo del hierro" en Rio Tinto el que mantiene la ecología característica del rio.

La primera reaccion, realizada por los microorganismos quimiolitótrofos es:

Fe2+ --> Fe3+ + electrones

Es decir, estos organismos "comen" hierro reducido. Posteriormente, el hierro ferrico da lugar a :

pirita+Fe3+ + agua -->Fe2+ + tiosulfato (S2O3 2-)

Estas dos reacciones son el nucleo de la "homeostasis" del rio. El tiosulfato formado, a su vez, es utilizado por otras bacterias, como sulfolobus, a traves de la oxidación a sulfato

Hay que añadir, por supuesto, la oxidación biológica del sulfuro:
S2- + O2 + agua--> sulfato + H+ (o sea, acido sulfurico)

Como curiosidad, el azufre elemental es mas abundante si hay otros sulfuros aparte de la pirita. La oxidación biológica de la pirita lleva al sulfato, sin embargo en otros sulfuros se produce azufre.

Respecto a la "alunita", voy a hacer de Grinch, ya que quizá habría que advertir que las muestras de las fotos puestas por Maria Jesus son con toda probabilidad artificiales.

No deja de ser irónico el hecho de que sea la biología la que oxide la pirita de Rio Tinto y, a su vez, fuera también la biología la responsable de su formación, gracias probablemente a una gran superpoblación de bacterias sulfato-reductoras y otras bacterias generadoras de S2- que se desarrollaron a consecuencia de un cambio ecológico catastrófico que debió tener lugar a final del Devónico (si alguien tiene interés puede verlo aqui:
https://issuu.com/hosomichi/docs/menor_salvan_et_al_2010_ipb_epsl?viewMode=presentation
(enlace normalizado por FMF)
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María Jesús M.




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MensajePublicado: 04 Jun 2012 21:44    Título del mensaje: Re: Vida y minerales: evolución paralela  

Pues yo también quiero aclarar algo:

En ningún momento he querido explicar el ecosistema de Riotinto, sólo he mencionado que su agua es muy ácida y que eso mantiene el hierro en disolución.

Mi exposición no iba sobre Riotinto, sino sobre las bacterias que oxidan el azufre, que generan ácido sulfúrico y que son las causantes de la formación de sulfatos, de hecho hablé específicamente de Tiobacillus,

Por supuesto que en un mismo ecosistema coexisten bacterias que oxidan el hierro, el sulfuro, el amoniaco, etc. Al igual que en medios anegados existen las que reducen el hierro, el sulfato o el manganeso, y que todo esto depende del potencial redox.

Por cierto, en mindat aparecen unas alunitas de los Pirineos franceses idénticas a las mías.
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Cesar M. Salvan




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MensajePublicado: 04 Jun 2012 21:56    Título del mensaje: Re: Vida y minerales: evolución paralela  

No hay que ponerse tanto a la defensiva :)) que solo eran unos pequeños apuntes para quien quisiera saber un poco mas.

Respecto a las "alunitas", ya habrá alguna opinión mas.
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Jordi Fabre
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MensajePublicado: 04 Jun 2012 22:11    Título del mensaje: Re: Vida y minerales: evolución paralela  

Cesar M. Salvan escribió:
Respecto a las "alunitas", ya habrá alguna opinión mas.

Mª Jesús no te lo tomes a mal pero me temo que César tiene razón y es muy probable que esa "alunita" sean antropogénica. Las francesas en Mindat son un pequeño clásico muy debatido en Geoforum francés en donde sostienen que son antropogénicas, pero es de estas cosas en las que como no hay pruebas...
No olvidemos que Mindat funciona de modo Wikipedia, o sea que como se cuelga mucha información, a veces se puede colar algún despiste pese al denodado y concienzudo que hacen constantemente sus administradores para depurarlos.

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