* Cómo un débil pulso magnético pudo haber estimulado la evolución hace 600 millones de años

La evidencia sugiere que un campo magnético débil hace millones de años pudo haber dado lugar a la vida.

El Período Ediacara, que se extendió desde hace aproximadamente 635 a 541 millones de años, fue un período crucial en la historia de la Tierra. Fue una era transformadora durante la cual surgieron organismos multicelulares complejos, allanando el camino para la explosión de la vida.

Pero, ¿cómo se desarrolló este aumento de vida y qué factores en la Tierra podrían haber contribuido a ello?

Investigadores de la Universidad de Rochester han descubierto pruebas convincentes de que el campo magnético de la Tierra se encontraba en un estado muy inusual cuando la fauna macroscópica se diversificó y floreció en el período Ediacárico. Su estudio fue publicado en naturaleza Comunicaciones Tierra y medio ambienteEsto plantea la cuestión de si estas fluctuaciones en el antiguo campo magnético de la Tierra condujeron a cambios en los niveles de oxígeno que pueden haber sido cruciales para la reproducción de formas de vida hace millones de años.

Investigadores de la Universidad de Rochester estudiaron el campo magnético de la Tierra durante el Período de Transición de Ediacara, que abarcó hace aproximadamente 635 a 541 millones de años. La investigación plantea dudas sobre qué factores pueden haber impulsado la aparición de organismos multicelulares complejos, como los animales de Ediacara, conocidos por su similitud con los primeros animales. Crédito: Ilustración de la Universidad de Rochester/Michael Osadcio

Según John Tarduno, profesor William Kennan Jr. en el Departamento de Ciencias de la Tierra y el Medio Ambiente, una de las formas de vida más destacadas durante el período de Ediacara fueron los animales de Ediacara. Se destacaban por su similitud con los primeros animales, algunos de los cuales medían más de un metro (tres pies) y eran móviles, lo que sugiere que pueden haber necesitado más oxígeno que las formas de vida anteriores.

«Las ideas anteriores sobre la aparición de estos asombrosos animales de Ediacara incluían factores genéticos o ambientales, pero la proximidad con el campo magnético extremadamente bajo nos ha llevado a reconsiderar las cuestiones ambientales, en particular, el oxígeno en la atmósfera y los océanos», dice Tarduno. . También es el Decano de Investigación de la Facultad de Artes y Ciencias y de la Facultad de Ingeniería y Ciencias Aplicadas.

Los secretos magnéticos de la Tierra

Aproximadamente a 1.800 millas debajo de nosotros, el hierro líquido fluye hacia el núcleo externo de la Tierra, creando el campo magnético protector del planeta. Aunque el campo magnético es invisible, es esencial para la vida en la Tierra porque protege al planeta del viento solar, corrientes de radiación provenientes del Sol. Pero el campo magnético de la Tierra no siempre fue tan fuerte como lo es hoy.

Los investigadores sugirieron que un campo magnético inusualmente bajo podría haber contribuido al surgimiento de la vida animal. Sin embargo, la correlación ha sido difícil de examinar debido a los datos limitados sobre la intensidad del campo magnético durante este tiempo.

Una impresión fósil de Dickinsonia, un ejemplo de fauna de Ediacara, encontrada en la actual Australia. Crédito: Shuhai Xiao, Virginia Tech

Tarduno y su equipo utilizaron estrategias y técnicas innovadoras para examinar la fuerza del campo magnético mediante el estudio del magnetismo encontrado en antiguos cristales de feldespato y piroxeno de la roca anortosita. Los cristales contienen partículas magnéticas que mantienen la magnetización desde la formación de los minerales. Al datar rocas, los investigadores pueden crear una línea de tiempo para la evolución del campo magnético de la Tierra.

Aproveche las herramientas avanzadas, incluido el CO₂ Utilizando láseres y un magnetómetro de interferómetro cuántico superconductor (SQUID) en el laboratorio, el equipo analizó cuidadosamente los cristales y el magnetismo dentro de ellos.

Campo magnético débil

Sus datos indican que el campo magnético de la Tierra en ocasiones durante el período de Ediacara fue el campo más débil conocido hasta la fecha (hasta 30 veces más débil que el campo magnético actual) y que la intensidad extremadamente baja del campo persistió durante al menos 26 millones de años.

El débil campo magnético de las partículas cargadas del Sol facilita que átomos ligeros como el hidrógeno sean arrancados de la atmósfera, provocando que escapen al espacio. Si la pérdida de hidrógeno es grande, es posible que quede más oxígeno en la atmósfera en lugar de reaccionar con el hidrógeno para formar vapor de agua. Estas reacciones pueden provocar la acumulación de oxígeno con el tiempo.

Se encontró una impresión fósil de Fractofusus, un ejemplo de fauna de Ediacara, en lo que ahora se conoce como Terranova, con un tamaño similar a un centavo de Canadá. Crédito: Shuhai Xiao, Virginia Tech

La investigación de Tarduno y su equipo sugiere que durante el período Ediacárico, un campo magnético extremadamente débil provocó la pérdida de hidrógeno durante al menos decenas de millones de años. Esta pérdida puede haber aumentado el oxígeno en la atmósfera y la superficie del océano, permitiendo el surgimiento de formas de vida más avanzadas.

Tarduno y su equipo de investigación descubrieron previamente que el campo magnético de la Tierra recuperó fuerza durante el Cámbrico posterior, cuando la mayoría de los grupos de animales comenzaron a aparecer en el registro fósil, y el campo magnético protector se restableció, permitiendo que la vida floreciera.

«Si el campo tan débil hubiera permanecido después del Ediacara, la Tierra habría tenido un aspecto muy diferente del planeta rico en agua que tiene hoy: la pérdida de agua podría haber secado gradualmente la Tierra», dice Tarduno.

Dinámica básica y evolución.

El trabajo sugiere que comprender el diseño interior de los planetas es crucial para pensar en el potencial de vida más allá de la Tierra.

«Es sorprendente pensar que los procesos que ocurren en el núcleo de la Tierra puedan, en última instancia, vincularse con la evolución», dice Tarduno. «Al considerar la posibilidad de que haya vida en otros lugares, también debemos considerar cómo se forman y evolucionan los interiores de los planetas».

Para obtener más información sobre esta investigación, consulte Cómo el débil campo magnético de la Tierra impulsó el surgimiento de vida compleja.

Referencia: “El colapso inminente del campo geomagnético puede haber contribuido a la oxigenación atmosférica y la radiación animal en Ediacara” por Wentao Huang, John A. Eric J. Blackman y Alexei V. Smirnoff, Gabriel Ahrendt y Rory D. Cottrell y Kenneth B. Kodama y Richard K. Bono y David J. Sepik, Yongxiang Li, Francis Nimmo, Shuhai Xiao y Michael K. Watkes, 2 de mayo de 2024, Comunicaciones Tierra y Medio Ambiente.
doi: 10.1038/s43247-024-01360-4

Esta investigación fue apoyada por la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU.