Descubrimiento podría revelar secretos de las atmósferas de la Tierra y Marte en la antigüedad - principal


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Químicos de la Universidad de California en San Diego han descubierto una nueva reacción química en las pequeñas partículas de la atmósfera que podría permitir que los científicos tengan una visión, por medio de las rocas antiguas, de cómo eran las atmósferas de la Tierra y Marte eran hace cientos de millones de años

El descubrimiento también aporta una explicación química simple para las inusuales inclusiones de carbonato que se encontraron en un meteorito de Marte, que algunos científicos pensaron que es una evidencia de antigua vida marciana.

“Antes no sabíamos cómo podía ser atrapada la atmósfera en los carbonatos”, dice Mark Thiemens, decano de la División de Ciencias Físicas de la UC de San Diego, que encabezó el equipo de científicos que detalla su descubrimiento en la edición adelantada en línea de Proceedings of the National Academy of Sciences. “Esta reacción química, que tiene lugar en la superficie de los aerosoles en la atmósfera, no sólo nos aporta una comprensión de cómo se pueden formar estos carbonatos en la Tierra y Marte. Nos da una nueva herramienta para entender mejor el cambio climático, mientras nuestro planeta se calienta y se vuelve más polvoriento.”

Robina Shaheen, investigadora postdoctoral en el laboratorio Thiemens, descubrió la reacción química y detalló su importancia en la atmósfera de la Tierra después de cuatro años de laboriosos experimentos en los que se encontró con una proporción superior a la esperada de isótopos de oxígeno 17 en los carbonatos que se encuentran en los granos de polvo, aerosoles y suciedad de varias partes del mundo.

Los meteoritos marcianos como el ALH84001, que se pensó alguna vez que mostraba evidencia de vida extraterrestre, tienen carbonatos con anomalías similares en el oxígeno 17. Los científicos han atribuido estas anomalías a los procesos fotoquímicos que involucran ozono y dióxido de carbono en la tenue atmósfera de Marte, que está bañada por una intensa radiación ultravioleta. Pero después de encontrar anomalías similares en los carbonatos terrestres formados en los aerosoles atmosféricos, Shaheen conjeturó que podría ser resultado de otro proceso químico, más común a los dos planetas.

Las tormentas de polvo comunes a Marte (izq) y la Tierra (der) facilitan la reacción química
descubierta por los químicos de la Universidad de California en San Diego. (Crédito: NASA)

Ella analizó con minucioso detalle en el laboratorio y en la atmósfera de la Tierra cómo es que las moléculas de ozono interactuaron con los aerosoles minerales del polvo que retienen oxígeno, espuma del mar y otras fuentes, para formar peróxido de hidrógeno y carbonatos que contienen esta anomalía con el mismo isótopo del oxígeno.

“Lo que encontramos es que la delgada capa en la parte externa del grano es donde se produce toda esta química”, dijo Thiemens. “Es la capa de ozono en la atmósfera mezclándose con agua y dióxido de carbono lo que conduce a un tipo completamente diferente de química, que no está en ninguno de los modelos.”

Mientras que los modelos actuales de los procesos atmosféricos suponen que la mezcla de grandes volúmenes de gases es lo que lleva adelante la química de la atmósfera de la Tierra, los químicos de la UCSD piensan que su descubrimiento puede obligar a un replanteamiento de esta idea, en especial cuando la atmósfera de la Tierra se calienta y se hace más polvorienta, lo que ofrece más oportunidades para que se produzca este tipo de química en los aerosoles.

“Se puede hacer química sobre un grano mucho más rápido y con más fácilidad en muchos aspectos que la que es posible en otros procesos atmosféricos”, dijo Thiemens.

Shaheen, quien analizó los carbonatos en el meteorito marciano ALH84001 y descubrió que se podrían haber formado en los aerosoles de la atmósfera marciana, dijo que la sonda Phoenix de la NASA detectó recientemente carbonatos asociados con las partículas de polvo en la atmósfera de Marte. “Pensamos que podría ser que esté operando este mismo mecanismo”, agregó.

Además de comprender los procesos atmosféricos actuales y futuros en la Tierra y Marte, el nuevo descubrimiento ofrece la posibilidad de adquirir información sobre la atmósfera de la Tierra, en particular sus niveles de oxígeno, a partir de carbonatos que se encuentran en rocas con antugüedades de millones de años, mucho más allá del período de tiempo del que los científicos pueden obtener información ahora sobre el ambiente antiguo a partir de los núcleos de hielo.

El desarrollo de esta nueva herramienta para sondear las antiguas atmósferas podría ser el aspecto más significativo del descubrimiento de los químicos de la UCSD.

“Hemos encontrado una nueva forma de medir la atmósfera de la Tierra en períodos de tiempo que antes no se podía hacer”, dijo Thiemens. “¿Qué pasó con los niveles de ozono y oxígeno hace 65 millones de años, durante el período Cretácico-Terciario, cuando los dinosaurios y muchas otras formas de vida resultaron muertos en una extinción masiva? ¿Quién murió primero? ¿Desapareció la cadena alimentaria antes de los dinosaurios? ¿Qué pasó hace 251 millones de años durante el periodo Pérmico-Triásico, la extinción más grave de la vida en la Tierra, cuando desapareció el 85 % de la vida y nadie sabe por qué? No hay registro de lo sucedido en la atmósfera. Pero si usted puede encontrar un registro de lo que le pasó a los niveles de oxígeno, puede responder preguntas como ésa.”

Otros investigadores de la UCSD que participaron en el estudio en el laboratorio de Thiemens fueron los estudiantes Anna Abramian y el John Horn. La investigación fue apoyada en parte por donaciones de la National Aeronautics and Space Administration, la Fundación Nacional de Ciencia y Asociados de la UC San Diego.

Fuente: Science Daily. Aportado por Eduardo J. Carletti


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