La evidencia sugiere que un campo magnético débil hace millones de años puede haber impulsado la proliferación de la vida.

El Período Ediacárico, que se extiende desde hace aproximadamente 635 a 541 millones de años, fue un momento crucial en la historia de la Tierra. Marcó una era transformadora durante la cual surgieron organismos multicelulares complejos, preparando el escenario para la explosión de la vida.

Pero, ¿cómo se desarrolló esta ola de vida y qué factores en la Tierra pueden haber contribuido a ella?

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 los animales macroscópicos del Período Ediacárico se diversificaron y prosperaron. Su estudio, publicado en Naturaleza Comunicaciones Tierra y Medio Ambienteplantea 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 proliferación de formas de vida hace millones de años.

Investigadores de la Universidad de Rochester estudiaron el campo magnético de la Tierra durante el período transformador de Ediacara, que duró entre 635 y 541 millones de años. La investigación plantea interrogantes sobre los factores que pueden haber impulsado la aparición de organismos multicelulares complejos, como la fauna de Ediacara, que destaca por su similitud con los primeros animales. Crédito: Ilustración de la Universidad de Rochester / Michael Osadciw

Según John Tarduno, profesor William Kenan Jr. en el Departamento de Ciencias de la Tierra y el Medio Ambiente, una de las formas de vida más notables durante el período de Ediacara fue la fauna de Ediacara. Se destacaban por su similitud con los primeros animales: algunos alcanzaban más de un metro (tres pies) de tamaño y eran móviles, lo que indica que probablemente necesitaban más oxígeno en comparación con formas de vida anteriores.

“Las ideas anteriores sobre la aparición de la espectacular fauna de Ediacara incluían factores genéticos o ecológicos, pero el momento próximo con el campo geomagnético ultrabajo nos motivó a revisar las cuestiones ambientales y, en particular, la oxigenación atmosférica y oceánica”, dice Tarduno. , quien también es Decano de Investigación de la Facultad de Artes y Ciencias y de la Facultad de Ingeniería y Ciencias Aplicadas.

Los misterios magnéticos de la Tierra

A unas 4.500 millas debajo de nosotros, el hierro líquido se agita en el núcleo externo de la Tierra, creando el campo magnético protector del planeta. Aunque invisible, el campo magnético es esencial para la vida en la Tierra porque protege al planeta del viento solar, corrientes de radiación del sol. Pero el campo magnético de la Tierra no siempre fue tan fuerte como lo es hoy.

Los investigadores propusieron que un campo magnético inusualmente bajo podría haber contribuido al aumento de la vida animal. Sin embargo, ha sido un desafío examinar la conexión debido a los datos limitados sobre la intensidad del campo magnético durante este período.

Impresión fósil de Dickinsonia, un ejemplo de la 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 intensidad del campo magnético, estudiando el magnetismo encerrado en antiguos cristales de feldespato y piroxeno de la roca anortosita. Los cristales contienen partículas magnéticas que han conservado la magnetización desde el momento en que se formaron los minerales. Al datar rocas, los investigadores pueden construir una línea de tiempo del desarrollo del campo magnético de la Tierra.

Aprovechar herramientas de vanguardia, incluido un CO_dos láser y el magnetómetro del dispositivo de interferencia cuántica superconductora (SQUID) del laboratorio, el equipo analizó con precisión los cristales y el magnetismo contenido en ellos.

Un campo magnético débil

Sus datos indican que el campo magnético de la Tierra, en ocasiones durante el Período Ediacárico, era el campo más débil conocido hasta la fecha (hasta 30 veces más débil que el campo magnético actual) y que la intensidad del campo ultrabajo duró al menos 26 millones de años.

Un campo magnético débil facilita que las partículas cargadas del Sol eliminen átomos ligeros, como el hidrógeno, de la atmósfera, provocando que escapen al espacio. Si la pérdida de hidrógeno es significativa, 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.

Impresión fósil de Fractofusus, un ejemplo de la fauna de Ediacara, encontrada en lo que hoy es Terranova, con un centavo canadiense cerca para escalar. Crédito: Shuhai Xiao, Virginia Tech

La investigación realizada por Tarduno y su equipo sugiere que durante el Período Ediacárico, el campo magnético ultradébil provocó una pérdida de hidrógeno durante al menos decenas de millones de años. Esta pérdida puede haber provocado una mayor oxigenación de 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 geomagnético recuperó su fuerza durante el posterior Período Cámbrico, cuando la mayoría de los grupos de animales comenzaron a aparecer en el registro fósil, y se restableció el campo magnético protector, permitiendo que la vida prosperara.

«Si el campo extraordinariamente débil hubiera permanecido después del Ediacara, la Tierra podría verse muy diferente del planeta rico en agua que es hoy: la pérdida de agua podría haberla secado gradualmente», dice Tarduno.

Dinámica Central y Evolución

El trabajo sugiere que comprender el interior del planeta es crucial para contemplar el potencial de vida más allá de la Tierra.

«Es fascinante pensar que los procesos en el núcleo de la Tierra podrían, en última instancia, estar relacionados con la evolución», dice Tarduno. «Mientras pensamos en la posibilidad de que haya vida en otros lugares, también debemos considerar cómo se forman y desarrollan los interiores de los planetas».

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

Referencia: “El casi colapso del campo geomagnético puede haber contribuido a la oxigenación atmosférica y la radiación animal en el período Ediacárico” por Wentao Huang, John A. Tarduno, Tinghong Zhou, Mauricio Ibañez-Mejia, Laércio Dal Olmo-Barbosa, Edinei Koester, Eric G. Blackman, Aleksey V. Smirnov, Gabriel Ahrendt, Rory D. Cottrell, Kenneth P. Kodama, Richard K. Bono, David G. Sibeck, Yong-Xiang Li, Francis Nimmo, Shuhai Xiao y Michael K. Watkeys, 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.