La Tierra es vida plena: algunas rocas experimentan la fotosíntesis

"Quemadura solar" en el desierto - Rocas ricas en minerales de hierro y manganeso.

Mark Marathon / Wikimedia Commons

Científicos detectaron en sistemas inorgánicos corriente eléctrica desencadenada por el Sol, un fenónemo semejante a la fase inicial de la fotosíntesis. Los autores de la investigación publicada en Proceedings of the National Academy of Sciences, indicaron que el proceso involucra compuestos no relacionados con las formas vivas y podría desempeñar un papel significativo en los procesos biogeoquímicos de la Tierra.

Los conocidos sistemas fotosintéticos permiten la conversión sostenible de energía solar a química, siendo el mecanismo primordial que sustenta la vida en nuestro planeta. Básicamente, los organismos portadores de ésta capacidad clorofílica (bacterias, plantas y algas) utilizan la energía del Sol para producir azúcar a partir del agua y del dióxido de carbono que toman de su entorno, liberando oxígeno como subproducto. Un trueque de lo más altruísta.  

Sin embargo, en la infancia de la Tierra (hace más de 3.500 millones de años), la fotosíntesis a cargo de las cianobacterias era totalmente diferente a la que conocemos: sencilla, anoxigénica y se servía de sulfuro de hidrógeno o de sulfuro de hierro, en lugar de agua. En la pubertad geológica de nuestro planeta, la evolución del Reino Monera implicó un vuelco en los sistemas energéticos primitivos, desarrollando procesos extremadamente complejos para la captura de fotones y la producción de oxígeno. Entonces, hace 2.400 millones de años, la diversidad biológica se disparó incesante para jamás retroceder. Animales, hongos, plantas y todos los seres vivos fuimos amamantados por la misma estrella.

¿Y la llamada "naturaleza muerta"? Siempre se creyó que los sistemas inorgánicos o inanimados no participaban de tal comunión. Hasta hace muy poco no habían registros de la existencia de un sistema geológico de recolección de luz generalizado.

Las rocas no solo están quietas

Pero ahora, científicos de China, Canadá y Estados Unidos detectaron por primera vez el proceso de fotosíntesis en distintos sistemas inorgánicos. Por ejemplo en regiones aridas, donde extensas superficies de roca enmascaradas por un recubrimiento oscuro (barníz rocoso), y en partículas de edafología variada.

Mediante microscopía electrónica y espectroscopia de rayos X, se pudo determinar la composición de las sustancias en las que ocurre el sorprendente proceso. Consisten principalmente en óxidos mixtos de hierro (FeO / Fe2O3Fe / Fe3O4) y manganeso (MnO2), siendo éste último inusualmente elevado en los barnices rocosos (50 a 60 veces más abundante) en comparación con las concentraciones normales en la corteza terrestre.

El Fe y el Mn le otorgan a las rocas interesantes propiedades semiconductoras. En ellas, el proceso es similar al efecto fotoeléctrico: partículas de luz (fotones) impactan con los electrones de un metal y originan una corriente eléctrica. El silencioso fenómeno exhibe una conversión de fotones a electrones altamente sensible y estable.

Los investigadores midieron la fotocorriente en muestras de rocas tomadas del desierto: resultó que los electrones ricos en Fe y Mn se ponen en movimiento ante la presencia de la luz solar, danza que se limita a una porción del material. Los parámetros medidos de las corrientes eléctricas se mantuvieron estables bajo iluminación constante, pero respondieron rápidamente a su cambio; y la eficiencia de la conversión de fotones a electrones se mantuvo inalterable. Los autores sostienen que la fotocorriente se produce solo en minerales ricos en dichos elementos, como la limonita, la hematita, la bernalita, la manganita, la lepidocrocita y la goethita, entre otros.

Por el momento no hay datos precisos sobre el posible efecto a gran escala de éste "inanimado" fenónemo. Sin embargo, los científicos afirman que el descubrimiento puede proporcionar información valiosa que respalde la vitalidad de la química redox inducida por fotones; asi como argumentar la hipótesis de que en lugares con abundante predominio de tales litologías puedan suceder reacciones químicas imperceptibles, como la fotocatálisis del agua.

La Tierra. Una esfera maravillosa y multifacética. Creadora infinita de vida, empachada de misterios intrínsecos y sorpresas inimaginables, que de vez en cuando nos susurra sus secretos de belleza. 

 

Sofía Dottori Fontanarrosa
Esta noticia ha sido publicada originalmente en N+1, ciencia que suma.

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