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Están perforando suelo sudafricano para estudiar lo que podría ser el primer ecosistema terrestre de la Tierra.

En Sudáfrica, debajo de las montañas Barberton Makhonjwa, hay restos fósiles de lo que podría ser el primer ecosistema terrestre de la Tierra, con 3200 millones de años de antigüedad. A la formación rocosa se le denomina Moodies Group y aparece en la construcción de carreteras y minas.

Ahora los científicos se ha fijado en esta formación y han podido vislumbrar restos fosilizados de tapetes microbianos que en época habrían cubierto ríos, playas y estuarios. Ahora, están perforando el terreno por primera vez. Estás recuperando muestras de lo que podrían haber sido los primeros productores microbianos de oxígeno de la Tierra.

Según algunos investigadores, aunque se han encontrado signos de vida más antiguos en Sudáfrica, Australia y Groenlandia, en lo que alguna vez fueron depósitos oceánicos, ningún otro lugar registra la vida primordial en la Tierra de manera tan convincente.

Cuando se formó Moodies Group, la Tierra era muy distinta a la actualidad. Su atmósfera era rica en metano y dióxido de carbono pero estaba casi desprovista de oxígeno. Esta atmósfera mantuvo caliente este mundo pese a que el Sol era joven y emitía menos radiación que ahora. Por otro lado, la tectónica de placas apenas había comenzado, por lo que no había continentes tal y como los conocemos ahora.

Según Christoph Heubeck (Universidad Friedrich Schiller de Jena), en esa época había archipiélagos volcánicos como el que creó Moodies Group y las playas que rodeaban los volcanes habrían sido espacios ideales para que la vida evolucionara y se propagara. Este investigador dirige un proyecto que está perforando para obtener testigos de roca de esta formación.

Los testigos que el equipo ya ha extraído, procedentes de depósitos a 200 metros bajo la superficie, son ricos en lodos fosilizados. Su naturaleza, sin embargo, es un misterio.

Otros fósiles microbianos antiguos en el Moodies Group, encontrados en lo que eran depósitos marinos y subterráneos, probablemente se alimentaban de sulfatos o usaban una forma primitiva de fotosíntesis para alimentarse de hierro. Pero esas vías metabólicas no habrían funcionado bien en las aguas poco profundas bañadas por el sol en las que había se formaron estos limos.

Heubeck cree que estos microbios fueron los primeros antepasados de las cianobacterias, que unos 800 millones de años más tarde inundaron la atmósfera con oxígeno en lo que se conoce como el Gran Evento de Oxidación, por lo que la producción de oxígeno habría sido un proceso inventado temprano en la historia de la Tierra.

Pero esta es una afirmación controvertida. Según otros investigadores, si la fotosíntesis productora de oxígeno hubiera evolucionado tan temprano, el Gran Evento de Oxidación se habría dado de inmediato.

Sin embargo, han aumentado las pruebas de la existencia de los primeros «oasis de oxígeno». Los geoquímicos han encontrado depósitos minerales muy anteriores al Gran Evento de Oxidación que necesitaban oxígeno para formarse. Según Patricia Sánchez-Baracaldo (Universidad de Bristol y no afiliada al proyecto), el análisis genético de las cianobacterias sugiere que evolucionaron casi al mismo tiempo que el Moodies Group y el registro genético es independiente y consistente con la idea de que esos fueron los primeros ancestros de las cianobacterias.

Heubeck y sus colaboradores esperan que los tapetes microbianos inalterados que aparezcan en los testigos proporcionen la prueba decisiva: rastros geoquímicos de producción de oxígeno que faltan en muestras anteriores que han estado expuestas. Esa búsqueda comenzará en serio a finales de este año, cuando el equipo comience a estudiar minuciosamente los testigos obtenidos.

Los testigos podrían contener otros tesoros científicos. En 2010, Emmanuelle Javaux (Universidad de Lieja) informó que había encontrado fósiles microbianos esféricos de hasta 300 micrómetros de diámetro, cientos de veces el tamaño de una bacteria típica, en lutitas extraídas de una mina de oro en Moodies Group. Algunos pensaron que los microbios gigantes podrían ser los eucariotas más antiguos del mundo, en un adelanto evolutivo de mil millones de años a lo que hasta ahora se ha considerado. Pero esto necesita de confirmación.

Los testigos también podrían contener pistas sobre el clima de ese mundo antiguo. Una de las muestras contiene lo que parecen ser capas litificadas de suelo, que podrían capturar indicadores de la composición de la atmósfera. Los esquistos marinos pueden registrar cómo se erosionó el basalto volcánico de las islas. Ya sea porque se rompiera en pedazos, como sucede en el Ártico actual, o que se moliera en pedazos como en los climas tropicales, lo que podría dar pistas acerca de las temperaturas de la época. Otras muestras capturan un patrón entretejido de capas de arena y lodo, ensambladas por las antiguas mareas. La Luna estaba mucho más cerca de la Tierra en ese momento y el registro de mareas podría precisar su distancia.

Los testigos también deben contener un registro de los rayos, que crean fuertes campos magnéticos que pueden imprimirse en las rocas. Los rayos podrían haber proporcionado un aporte de energía clave para el antiguo ecosistema al romper los fuertes enlaces moleculares del nitrógeno atmosférico, permitiendo que los átomos formen los compuestos de los que depende la vida. Debido a que los microbios que descomponen el nitrógeno en la actualidad eran escasos o incluso inexistentes, la tasa de rayos por sí sola revelaría la cantidad de este importante nutriente que se estaba agregando a la superficie.

En muchos sentidos, los testigos de Moodies Group están preparando a los geólogos para el trabajo que vendrá cuando se traigan muestras de rocas de otro terreno de 3 mil millones de años, pero de la superficie de Marte. El rover Perseverance de la NASA ya ha llegado a un delta de un río fosilizado y comenzará a perforar testigos. Si, como se espera, futuras misiones a Marte traen esos testigos a la Tierra, las técnicas de laboratorio utilizadas en los testigos sudafricanos serán útiles, según Bosak.

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Fuentes y referencias:
Noticia en Science.