La pista del metano para encontrar vida en el subsuelo de Marte

Andrea Butturini, Universitat de Barcelona; Daniel García-Castellanos, Instituto de Geociencias de Barcelona (Geo3Bcn – CSIC); Octavi Fors Aldrich, Universitat de Barcelona y Robert Benaiges-Fernández

Marte podría ser habitable. Su superficie resulta inhóspita para cualquier organismo terrestre, por sus bajas temperaturas y humedades y las excesivas radiaciones nocivas que recibe, así que la búsqueda de vida en el Planeta Rojo se centra en el subsuelo.

La Tierra alberga microorganismos que proliferan en los intersticios y fisuras de las rocas, hasta a varios kilómetros de profundidad. ¿No podría ocurrir lo mismo en Marte? Y entonces, ¿cómo lo encontramos?

Aquí entra en juego el metano, la pista que hemos seguido para dar con un lugar marciano idóneo, que podría resultar habitable.

Según nuestro estudio, la región de Acidalia Planitia, en el hemisferio Norte de Marte, es la que reúne las condiciones menos adversas para que microorganismos productores de metano (metanógenos) similares a los terrestres pudieran proliferar bajo su superficie.

La huella biológica

El metano es una molécula clave en el estudio del origen de la vida en la Tierra y de supuestas señales de vida fuera de ella. En nuestro planeta, lo producen organismos unicelulares procariotas del reino de las arqueas, llamados metanógenos. Estos microorganismos proliferan en todos los ambientes sin oxígeno (anóxicos) pero con disponibilidad de fuentes de energía como moléculas orgánicas simples, hidrógeno molecular o dióxido de carbono (CO₂).

La presencia de metano se interpreta como una posible huella de la actividad biológica. Pero este hidrocarburo también se puede generar abióticamente (sin intervenir seres vivos). Por ejemplo, a partir del hidrógeno molecular que se produce por hidratación de rocas silícicas profundas como la peridotita en contacto con agua (un fenómeno común conocido como serpentinización). Entonces haber encontrado metano en Marte no significa necesariamente haber encontrado señales de vida.

Del metano de Marte se habla desde la década de 1960 a partir de una detección errónea, y cada nueva detección ha encendido largos debates que han avivado la intriga: ¿podría el subsuelo de Marte albergar seres metanógenos tal como los que conocemos en la Tierra? ¿Cuenta con las mínimas condiciones ambientales y los recursos necesarios para su proliferación? ¿Donde habría que buscarlos?

Habitats potenciales

En nuestra investigación abordamos estas preguntas recopilando la información de organismos metanógenos en la subsuperficie terrestre. Tras cruzar sus hábitats con la información disponible de la geología de Marte, hemos podido identificar regiones con mayor probabilidad de albergar vida de estas características.

En la Tierra existen tres hábitats subterráneos que podrían ser análogos del subsuelo marciano:

• Pequeñas masas de aguas hipersalinas submarinas localizadas principalmente al fondo del Mediterráneo y del Mar Rojo. El agua con sal disuelta permanece líquida a temperaturas inferiores a los -20⁰ C, permitiendo la proliferación de metanógenos a temperaturas “marcianas”.

• Lagos subglaciales, abundantes sobre todo en la Antártida, y que podrían tener análogos bajo el hielo del polo Norte de Marte.

• Masas de agua que fluyen en fracturas y poros de las rocas continentales profundas. Este es el escenario más probable. La litosfera superior de Marte es muy porosa y fracturada debido en parte al impacto de meteoritos, y cuenta con la presencia de elementos radiactivos como el Uranio. Esto permite que la temperatura aumente rápidamente con la profundidad y facilita la producción de hidrógeno molecular, el recurso energético por antonomasia de los organismos metanógenos terrestres, a partir del agua.

Cráter Gale fotografiado por el rover Curiosity. En primer plano, la formación geológica llamada bahía de Yellowknife, dentro del cráter. El relieve ilustra la presencia de una línea de costa de una antigua y supuesta masa de agua. NASA/JPL-Caltech, CC BY

La ecología importa

Nuestro análisis evidencia que los metanógenos se encuentran regularmente en estos tres hábitats, pero escasean a temperaturas inferiores a los cero grados Celsius. También se detectan con más dificultad en las fracturas de rocas profundas, aunque los requisitos mínimos para su proliferación se cumplen.

Esto induce a pensar que sería más difícil encontrarlos, en caso de que estuvieran, en un hábitat de rocas profundas fracturadas de Marte.

Otro aspecto crucial es que, en los hábitats mencionados anteriormente, son minoritarios respecto a las bacterias y dependen y compiten con ellas. Así pues, si estamos dispuestos a imaginar unos supuestos metanógenos en la subsuperficie marciana parecidos a los terrestres, también allí deberían asociarse a otros organismos para formar ecosistemas complejos.

La región de Acidalia Planitia como el lugar más favorable

Finalmente, a partir de la literatura científica, hemos analizado la distribución de elementos radioactivos en la superficie de Marte y tenido en cuenta su contribución a la energía geotérmica del planeta.

También hemos considerado la distribución de agua en el subsuelo, así como la temperatura media superficial.

Teniendo en cuenta la presencia de sales y de porosidad del subsuelo, deducidos a partir de datos de la misión InSight de la NASA, concluimos que la región de Acidalia Planitia, en las tierras bajas del hemisferio norte marciano, es la que reúne las condiciones menos adversas para que organismos metanógenos similares a los terrestres pudieran proliferar bajo la superficie, a una profundidad de entre 4 y 9 km.

Nuestro estudio no es el primero que apunta a esta región para buscar vida en Marte: la zona se caracteriza por la presencia de centenares de pequeñas estructuras cónicas recientes que recuerdan a los volcanes de lodo terrestres y que podrían reflejar movimientos no tan antiguos de agua líquida hasta la superficie.

Esta confluencia de distintas técnicas refuerza la conjetura de que Acidalia Planitia podría ser una región prometedora (o la menos descorazonadora) en la búsqueda de vida fuera de la Tierra.

Andrea Butturini, Profesor agregado. Biogeoquímica y ecologia microbiana de ambientes extremos, Universitat de Barcelona; Daniel García-Castellanos, Earth scientist, Instituto de Geociencias de Barcelona (Geo3Bcn – CSIC); Octavi Fors Aldrich, Investigador en Astrofísica, Universitat de Barcelona y Robert Benaiges-Fernández, Investigador, Microbiólogo, Bioinformático

Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation. Lea el original.

Entrevista en Menéame: "Soy Dani Garcia-Castellanos, investigo la formación de gigantes salinos...."

Del planeta Tierra a los exoplanetas: nuevas fronteras de la investigación sobre la vida en astrobiogeología

  Foto: NASA

¿Es potencialmente habitable el exoplaneta Kepler-452 b, localizado a 1.400 años luz de la Tierra? ¿En qué otros puntos del Universo se ha podido desarrollar el fenómeno de la vida? ¿Cuál sería la bioquímica más plausible para la vida extraterrestre? Todas estas incógnitas sobre la investigación de la vida dentro y fuera del sistema solar son el hilo conductor del viaje narrativo que emprende el libro (In)habitabilidad planetaria. Fundamentos de astrobiogeología (Marcombo), una obra coordinada por Andrea Butturini, profesor del Departamento de Biología Evolutiva, Ecología y Ciencias Ambientales de la Facultad de Biología de la UB.

En el libro, que recuerda la relevancia de incorporar el fenómeno de la vida a la visión científica del Universo, también participan los expertos Carme Jordi, de la Facultad de Física y el Instituto de Ciencias del Cosmos (ICCUB) de la UB y del Instituto de Estudios Espaciales de Cataluña (IEEC); Jordi Urmeneta, de la Facultad de Biología y el Instituto de Investigación de la Biodiversidad (IRBio) de la UB; Ignasi Ribas, del Instituto de Estudios Espaciales de Cataluña (IEEC) y el Instituto de Ciencias del Espacio (ICE, CSIC), y Daniel García Castellanos, del Instituto de Geociencias de Barcelona  (GEO3BCN-CSIC).

Entre la Tierra y las estrellas: en busca de vida ahí afuera

El descubrimiento de formas de vida más allá del planeta Tierra supondría una absoluta revolución científica e intelectual en nuestra percepción de la naturaleza y del Universo. «La vida pudo haberse dado en otros lugares y en otras ocasiones, pero lo que sabemos es que aquí, en nuestro planeta Tierra, prosperó», explica el catedrático emérito de la UB Ricard Guerrero en el prólogo del libro. « Y lo hizo porque hubo cooperación, no competencia, entre los primigenios habitantes celulares». 
Con una perspectiva interdisciplinaria, el libro subraya el valor de la astrobiogeología como punto de encuentro de múltiples disciplinas que invitan tanto al debate sobre paradigmas aceptados como al discurso de carácter más especulativo. «Es un campo de investigación que tiene un crecimiento enorme. Es obvio que su desarrollo depende de la tecnología y de grandes inversiones al alcance de pocas entidades y países, los cuales a menudo forman consorcios para optimizar recursos», apunta Andrea Butturini, profesor del Departamento de Biología Evolutiva, Ecología y Ciencias Ambientales de la UB.
 
«El aspecto más crucial de la astrobiogeología —continúa el experto— es que se nutre de la interacción entre la física, la química, la geología y la biología, convergencia que está potenciando el desarrollo de trabajos científicos en los que se implican investigadores de todo el mundo no necesariamente vinculados a las instituciones de investigación en ciencias del espacio. A menudo, esa literatura científica tiene un fuerte componente especulativo —muy atractivo desde un punto de vista académico y didáctico­— que sería muy interesante introducir en los estudios universitarios, y de paso, con ello, promover aún más la unión entre todas estas disciplinas».

¿Estamos solos en el Universo?: una revolución en la visión del cosmos
Como explica Ignasi Ribas, director del IEEC e investigador del ICE, «establecer el contexto en que se desarrolla la vida en el Universo es uno de los grandes retos de la ciencia para las próximas décadas». Con el fin de alcanzar ese objetivo, resulta imprescindible un enfoque pluridisciplinar, ya que los numerosos factores que intervienen en ello comprenden áreas de conocimiento tradicionalmente separadas.
 
«Esta aproximación integral que combina la astrofísica, la biología y la geología —todas ellas llevadas a sus límites— deberá permitirnos responder una de las grandes preguntas, no solo de la ciencia sino de la humanidad como un todo: ¿estamos solos en el Universo? La trascendencia de la respuesta implicará una nueva revolución en todos los aspectos», subraya Ribas.
En ese viaje intrépido del conocimiento humano por el cosmos, los expertos buscan «las señales que la existencia de vida en un exoplaneta deja en su atmósfera», explica Carme Jordi, catedrática del Departamento de Física Cuántica y Astrofísica de la Facultad de Física de la UB. Y puntualiza: «Para averiguar la composición química y la estructura térmica de las atmósferas utilizamos la espectroscopia, y tomamos medidas en el momento en que el planeta transita por delante de una estrella».
El estudio de las atmósferas exoplanetarias mediante la espectroscopia infrarroja es uno de los objetivos científicos del futuro telescopio espacial James Webb, de la NASA y la ESA. «Además, la próxima misión ARIEL, de la ESA, es la primera dedicada exclusivamente al mismo objetivo, y también para una amplia muestra de exoplanetas, que en este caso se estudiarán con espectroscopia óptica y del infrarrojo cercano», añade la investigadora, también miembro del ICCUB, el IEEC y el equipo científico de la misión Gaia, de la ESA.

Geología de la Tierra y de los exoplanetas
Para estudiar y modelizar los procesos geológicos más allá de la Tierra, «aplicamos todo lo que hemos aprendido sobre nuestro planeta», apunta Daniel García Castellanos, experto del ICTJA-CSIC. La exploración in situ de otros mundos y la proliferación de descubrimientos de planetas fuera de nuestro sistema solar son una excelente oportunidad para contrastar lo que creemos saber sobre el sistema de la Tierra, los procesos que se repiten fuera y la frecuencia con que lo hacen.
García Castellanos menciona algunos ejemplos al respecto: «La erosión producida por el agua líquida ha sido esencial para regular el clima terrestre de forma que pueda albergar vida, ¿pero significa eso que sin un ciclo del agua similar al nuestro no puede haber vida? También sabemos que el campo magnético terrestre ha impedido la pérdida de volátiles de nuestra atmósfera, incluida el agua. ¿Podríamos predecir, con lo aprendido en la Tierra, si un lejano exoplaneta tiene su campo magnético bien desarrollado, antes de verlo?». Por otra parte, el modelado o la simulación de esos procesos permite predecir mejor los escenarios que se encontraría una posible misión en un planeta o una luna del sistema solar.

Materia viva: tras la pista de la vida extrema en el cosmos
El estudio de los microorganismos que viven en ambientes extremos ha cambiado de forma drástica la forma de evaluar si es posible la presencia de vida en otros lugares del espacio. En este sentido, el libro abre horizontes a la investigación sobre la vida en el cosmos y ofrece escenarios alternativos de las posibles biosferas alienígenas.
«Se ha podido constatar que la vida es muy tenaz y que en la Tierra aparece en todos aquellos lugares donde realmente es posible, incluso en aquellos donde, por sus condiciones aparentemente inhóspitas, parecía imposible. Eso nos ha llevado a pensar que los ambientes extraterrestres donde habría podido desarrollarse la vida son muchos más de los que se creía hasta hace poco», explica Jordi Urmeneta, profesor del Departamento de Genética, Microbiología y Estadística de la Facultad de Biología y miembro del Instituto de Investigación de la Biodiversidad (IRBio).
Como invitación directa al pensamiento más especulativo, el libro deja margen a la duda en un contexto en que el objeto de estudio de la astrobiogeología —la vida extraterrestre— brilla por su ausencia. «Quizás el día en que se detecte su existencia, la astrogeobiología entrará en una fase más ortodoxa, y la faceta especulativa perderá relevancia», postulan finalmente los autores.

The marine biological impact of the Messinian Mediterranean crisis. Lessons from the geological past.

[Based on this paper in Science and this related article at The Conversation]

What would happen if humans dried out the Mediterranean sea, turning it into a giant salt lake? Would its wildlife survive, and if not, how long would it take to recover? These may seem like wildly theoretical questions, but not for Herman Sörgel, a Bavarian architect who dedicated much of his life to this exact project: building a giant dam across the Strait of Gibraltar, letting the Mediterranean dry up, and colonising the land reclaimed from the sea.

Map of the Mediterranean, showing the land that could be claimed 

from the by damming the Gibraltar Strait

Map of Herman Sörgel’s Atlantropa project, which aimed 

to partially empty the Mediterranean in order to gain more land 

in Europe, an extension of Nazi Germany’s idea 

of Lebensraum. 

Sörgel organised lectures and documentaries and raised funds until the 1950s for a project which, he believed, would promote cooperation between Africa and Europe, and power both continents through gigantic hydroelectric megaprojects.

What he did not know was that his dream had already come true at the end of the Miocene era, 5.5 million years ago, as a simple result of natural forces.

Visualisation of the Messinian Salinity Crisis.

Since the 1970s, several generations of marine geologists and geophysicists have confirmed the existence of a one to three kilometre thick layer of salt buried throughout most of the deeper parts of the Mediterranean Sea. This is almost a million cubic kilometres of salt that testify to a brief period when the Mediterranean was isolated from the rest of the world’s oceans – brief in the geological sense, as the episode lasted about 190,000 years.

The culprit was not, of course, an eccentric German architect, but plate tectonics. The Mediterranean basin, trapped between two continents that today continue to move closer by up to two centimetres every year, was cut off from the Atlantic. Its waters quickly evaporated due to the region’s arid climate, leaving behind vast amounts of salt.

This episode, known as the Messinian salinity crisis (the Messinian being the last period of the Miocene), is the biggest extinction event suffered by the Earth since the meteorite that wiped out the flightless dinosaurs and ended the Mesozoic era 65 million years ago. Closure of the last connecting channel between the Mediterranean and the Atlantic, leading to the Messinian salinity crisis 5.96 million years ago. (B) and (C): the rivers that formerly drained into the Mediterranean carved deep gorges into the continent’s edges; (D) evaporation caused salt saturation in the waters and the precipitation of salt layers more than a kilometre thick; (E) lakes remained in the deepest parts of the sea.

As a result, no geoengineering experiments are needed to answer our initial question: how resilient is marine life in the face of an environmental crisis of this magnitude?

The answer has just been published in the journal Science, in a study led by Konstantina Agiadi of the University of Vienna in collaboration with the Spanish National Research Council and 28 other scientists from 25 European institutes.

After gathering all Mediterranean fossil data from between 12 and 3.6 million years ago, the results suggest that native marine life was virtually extinct when the Mediterranean was cut off, and that subsequent recolonisation by Atlantic species gave rise to a Mediterranean fauna more similar to the one we find there today.

Native, extinct and migrant species

By statistically analysing information from more than 750 scientific papers, we were able to document 22,932 presences of a total of 4,897 marine species living in the Mediterranean. Before the crisis, 779 species could be considered endemic species (i.e. documented only in the Mediterranean). Of those, only 86 were still present after the salinity crisis. All the tropical corals that were abundant in the Mediterranean before this cataclysmic environmental change disappeared. However, some apparently endemic sardine species managed to survive. The sirenian, a sea mammal related to today’s manatees and dugongs (also known as sea cows) also survived.

Because fossil records are limited and fragmented we cannot be certain that these species were all endemic, or that they would not have survived outside the Mediterranean, hence the value of basing our study on statistics from a large number of species. But for those that were endemic, where did they manage to survive, and what refuges did they find to avoid the radical increase in salt levels and temperature?

These questions remain unanswered, but we have been able to establish that changes in populations are the result of replacement by Atlantic species after the Mediterranean’s re-flooding, rather than rapid adaptation to the new hypersaline environment. In other words, life did not have enough time to adapt, and the extinct species were replaced by Atlantic species that migrated into the Mediterranean.

Several iconic species, such as the great white shark and the dolphin, only appeared in the Mediterranean after the crisis. Even more interestingly, the current richness of fauna in the western Mediterranean only came after the re-flooding – previously, the eastern Mediterranean (Ionian and Levantine Seas) had possessed a higher number of different species.

A dugong feeding on the sea floor near Marsa Alam, Egypt.
Picture: Julien Willem, Wikimedia Commons, CC BY-SA.
Dugong or Sea cow (Metxitherium serresii, order sirenia) is the single mammal that may have
survived in the Mediterranean Sea across its hypersaline period.
Due to the limited paleontological record, however, it cannot be excluded that their survival took place out of this sea. 

Lessons on mass extinction

The impact of the Mediterranean’s isolation on its fauna and flora was catastrophic, destroying most of its ecosystems. Another significant finding from our research is that it took more than 1.7 million years for species numbers to recover. This slow recovery of the richness of Mediterranean ecosystems provides the first detailed quantification of how wildlife responds to an extinction event of this magnitude.

The Mediterranean’s biodiversity today is very high thanks to the presence of numerous endemic species. Our results suggest that this was also the case six million years ago, but that the vast majority of these endemic species disappeared when it was cut off from the Atlantic.

Perhaps another lesson learned from this study is that, however tempting it may be to believe that geoengineering projects can allow us to maintain our current rate of emissions and ecosystem destruction, the Earth’s geological past will reveal more than any experiment.

When the Mediterranean was reconnected to the Atlantic, it was repopulated by the huge reserve of species in the world’s oceans, yet it still took millions of years for the Mediterranean’s ecosystems to recover in terms of richness. No one knows yet how long it will take for marine life to recover from the kind of global-scale change that is currently underway.

Cómo acabar con el 89% de las especies mediterráneas. Lecciones del pasado geológico.

[Basado en esta publicación en Science el artículo publicado en The Conversation]

¿Qué pasaría si convirtiéramos todo el mar Mediterráneo en una gigantesca salina? ¿Sobreviviría su fauna? ¿Cuánto tiempo necesitaríamos para recuperarla? Parecerían preguntas intrascendentes si no fuera porque un arquitecto bávaro dedicó buena parte de su vida a ese proyecto: construir una gran presa a través del estrecho de Gibraltar y dejar que el Mediterráneo se secara para colonizar el terreno ganado al mar. 

Mapa del proyecto Atlantropa de Herman Sörgel, 

complementario al Lebensraum de la Alemania nazi, 

que buscaba el vaciado parcial del Mediterráneo 

para ganar más tierra en Europa.

Herman Sörgel organizó conferencias y documentales y recaudó financiación hasta los años 50 para un proyecto que, pensó, fomentaría la cooperación entre África y Europa y electrificaría ambos continentes con gigantescos proyectos hidroeléctricos. Incluso se acercó al gobierno nazi para comercializar lo que él veía como una esperanza para unir los pueblos Mediterráneos. Ni que decir tiene que en Berlín se impusieron otros planes menos filántrópicos.

Lo que Sörgel no sabía es que su humanitario sueño ya había sido realidad cinco millones y medio de años antes, a finales de la era del Mioceno, sin más proyecto detrás que el de las leyes naturales. 

Cuando el Mediterráneo se secó

Desde la década de los 70, varias generaciones de geólogos y geofísicos marinos han confirmado la existencia de una capa de sal de entre uno y tres kilómetros de espesor enterrada en la mayor parte del Mediterráneo más profundo. 

Se trata de casi un millón de kilómetros cúbicos de sal que atestiguan un breve periodo de aislamiento del Mediterráneo del resto del océano. Breve en el sentido geológico, porque el episodio duró unos 190 000 años. Y no solo eso: el seco clima mediterráneo provocó la evaporación de sus aguas y expuso a la intemperie gran parte de su suelo marino tras la precipitación de toda aquella sal.

Resumen divulgativo de uno de los modelos 

propuestos para explicar el periodo hipersalino del Mediterráneo.

El responsable no fue ningún excéntrico arquitecto alemán sino la tectónica de placas. La cuenca mediterránea, atrapada entre dos continentes que continúan hoy aproximándose hasta dos centímetros cada año, quedó aislada del Atlántico y sus aguas fueron rápidamente evaporadas debido al clima árido que domina nuestro planeta en estas latitudes.

Este escenario, conocido como la crisis de salinidad del Messiniense (el último periodo del Mioceno, que terminó hace 5,33 millones de años), es el mayor cataclismo sufrido por la Tierra desde la caída del meteorito que acabó con los dinosaurios no voladores y con la era Mesozoica hace 65 millones de años. 

Gracias a ello, no es necesario ningún experimento geoingenieril para responder a la pregunta inicial: ¿cómo de resiliente es la vida marina frente a una crisis medioambiental de este calibre? 

La respuesta acaba de ser publicada en la revista Science, en un estudio liderado por Konstantina Agiadi, de la Universidad de Vienna, con la colaboración del Geociencias Barcelona (CSIC) y de 25 paleontólogos de otros 23 centros europeos. Tras reunir toda la información fósil del Mediterráneo de entre hace 11 y 2 millones de años, los resultados sugieren que la vida marina autóctona fue prácticamente extinguida durante el aislamiento del Mediterráneo y que la posterior recolonización por especies atlánticas dio origen a la fauna mediterránea tal y como la conocemos hoy en día. 

Las especies autóctonas, las desaparecidas y las inmigrantes

Analizando estadísticamente la información de más de 750 artículos científicos hemos podido documentar 22 932 presencias de vida marina fósil que documentan 2 006 especies mediterráneas antes de la salinización del Mediterráneo. De las 693 especies posiblemente endémicas (encontradas solo en el Mediterráneo), solo 86 seguían presentes después del fenómeno salino. A modo de ejemplo, todos los corales tropicales que abundaban en el Mediterráneo antes del gigantesco cambio medioambiental desaparecieron. En cambio, alguna especie de sardina aparentemente endémica logró sobrevivir. Un ejemplo de mamífero superviviente es el sirenio, emparentado con los actuales manatíes y dugongos (también conocidos como vacas marinas, ver imagen). Debido a lo limitado y fragmentado del registro fósil, no podemos asegurar que estas especies fueran todas endémicas ni que no hubieran sobrevivido fuera del Mediterráneo, de ahí el valor de realizar este estudio de forma estadística con un gran número de especies. Pero las que lo fueran, ¿dónde consiguieron sobrevivir? ¿Qué refugios encontraron para evitar el radical aumento de salinidad y temperatura? 

El dugongo o vaca marina (orden sirenia) es el único mamífero que quizá pudo haber sobrevivido a la crisis salina en el Mediterráneo.  Su esqueleto fósil ha sido encontrado en sedimentos anteriores y posteriores a la salinización, sólo en el Mediterráneo. Sin embargo, no puede excluirse que viviera (y sobreviviera) fuera de ese mar y que aún no haya sido encontrada evidencia fósil. 

Estas preguntas siguen sin respuesta, pero sí hemos podido constatar que los cambios de las poblaciones son debidos al reemplazo por especies atlánticas tras la reinundación, más que a una rápida adaptación al nuevo medio hipersalino. Es decir, la vida no tuvo tiempo para adaptarse y las especies extintas fueron sustituidas por otras exóticas, atlánticas. 

Algunas especies icónicas como el gran tiburón blanco o el delfín aparecieron por primera vez en el Mediterráneo solo tras la crisis. Y aún más interesante: la actual mayor riqueza faunística del Mediterráneo occidental se estableció tras la reinundación, mientras que anteriormente el número de especies era mayor en el Mediterráneo oriental (mar Jónico y mar de Levante).

Lecciones sobre las extinciones masivas

El impacto del aislamiento del Mediterráneo sobre su fauna y flora fue por tanto enorme, destruyendo la mayoría de sus ecosistemas y su conectividad. Otro importante resultado que hemos obtenido estudiando aquel gigantesco experimento natural es que la recuperación en términos de número de especies duró más de 1,7 millones de años. Esta lenta recuperación de la riqueza de los ecosistemas mediterráneos proporciona la primera cuantificación detallada de la respuesta biológica estadística a un evento de extinción de esta magnitud. 

La biodiversidad mediterránea actual es muy alta gracias a la presencia de numerosas especies endémicas. Nuestros resultados sugieren que esto también era así hace 6 millones de años, pero que la gran mayoría de esas especies endémicas desaparecieron durante el aislamiento y salinización del Mediterráneo.

Y quizá otra lección aprendida de este estudio sea que, por muy tentadores proyectos de geoingeniería que se nos ocurran, por más que soñemos con evitar una catástrofe climática manteniendo el actual ritmo de emisiones o evitar un desastre ecológico continuando con la destrucción de ecosistemas: más vale aprovechar las experiencias del pasado geológico de la Tierra que experimentar con ella. El Mediterráneo mantuvo al océano global como reservorio de especies y aún así tardó millones de años en recuperarse. Nadie sabe aún cuánto tardará en recuperarse la vida marina de un cambio a escala global como el que está en curso. 

Tomanowos: la roca que sobrevivió al billar cósmico, a las megainundaciones glaciares y a la estupidez humana

[This is the Spanish version of the english original in The Conversation, Space.com, and Phys.org]

Localización actual de Tomanowos en el Museo Americano de Historia Natural de Nueva York. Foto: DGC.

La roca más fascinante que conozco tiene un nombre milenario: Tomanowos. Significa "el visitante del cielo" en el extinto idioma clacama. Según los miembros de la tribu norteamericana de los Clacamas, Tomanowos vino para unir el cielo, la tierra y el agua.

Las explosiones de supernovas esparcen por el espacio
el hierro producido en las estrellas más pesadas. Este hierro 
termina en nebulosas de partículas que terminan por formar
nuevas estrellas y protoplanetas como el que formó
Tomanowos. [Imagen: NASA]

Hoy esta roca yace en el Museo de Historia Natural de Nueva York debido a una de las historias más tronchantes que conozco en geología, acontecida cuando unos colonos se enteraron de su existencia cerca de Portland (Oregón) hace un siglo. 

Pero antes de entrar en eso, ¿qué sabemos sobre el orígen de esta roca?

Tomanowos es un meteorito de un tamaño inusual, compuesto por 15 toneladas de hierro y níquel (Fe 91%, Ni 7.6%). Como en otros meteoritos metálicos, sus átomos de Fe y Ni se formaron en el núcleo de estrellas que esparcieron por el espacio los subproductos de la fusión nuclear al terminar sus vidas en gigantescas explosiones de supernovas. Hace unos 4.500 millones de años, estos átomos pululaban en una nebulosa de detritos cósmicos que comenzaba a agregarse en partículas de polvo, primero, y de rocas y protoplanetas después. Esa nube formó nuestro Sistema Solar y Tomanowos fue parte del núcleo de uno de estos protoplanetas (los metales, más pesados que los silicatos, tienden a ocupar el centro de los planetas).

Vesta, un protoplaneta superviviente del

Sistema Solar primigenio. La gravedad forma

una estructura de capas ordenadas por densidades 

con elementos más pesados ​​como el hierro concentrados 

en el núcleo. Tomanowos es un pieza expulsada del núcleo

 de un protoplaneta similar.

[EPFL / Jamani Caillet, Harold Clenet]

También sabemos que, poco después, una colisión entre dos de esos protoplanetas devolvió nuestra pieza de museo a la soledad espacial. Lo sabemos porque es la única manera conocida de extraer una masa de 15 toneladas del centro de un protoplaneta. Posteriores impactos a lo largo de cuatro mil millones de años hicieron que la órbita del meteorito finalmente se cruzara con la de la Tierra. Eso ocurrió hace apenas 17.000 años.

Como resultado de este billar cósmico, el meteorito entró en nuestra atmósfera a una velocidad de unos 60.000 km/h, aterrizando en el casquete glaciar que ocupaba el actual Canadá a finales del Pleistoceno. Gracias a que el hielo es un lugar relativamente mullido para aterrizar, los glaciares son una importante fuente de meteoritos bien preservados. A estas alturas Tomanowos ya había atravesado un impresionante cúmulo de casualidades que le permitirían acabar en la sala del museo de Nueva York. Pero lo más increíble estaba todavía por ocurrirle.

Durante las siguientes décadas, el hielo transportó lentamente a Tomanowos hacia el sur, hacia una lengua glaciar que en ese momento bloqueaba el río Fork en Montana (EEUU). Esa lengua glacial había bloqueado con hielo el valle del río acumulando una barrera de 600 m de altura que causó la formación aguas arriba de un enorme lago, hoy desaparecido pero estudiado por los sedimentólogos bajo el nombre de Lago Missoula. Esto lo sabemos porque en los años 20, el doctor Joseph Pardee encontró abundantes sedimentos lacustres de un gran lago pleistoceno que carecía de una barrera física en su lado occidental. 

Arrastrado por el glaciar, Tomanowos llegó a esa gigantesca presa de hielo justo cuando esta colapsó desencadenando una de las mayores inundaciones jamás documentadas. Las inundaciones de Missoula (en plural porque el fenómeno se repitió decenas de veces) remodelaron el relieve de la inmensa región de los Scablands en el estado de Washington, un paisaje excavado por la erosión de este evento cataclísmico. Este fenómeno se conoce como inundación glaciar explosiva y ocurre cada pocos años, por ejemplo, en el glaciar Perito Moreno (Argentina). Sin embargo, el gran volumen de agua apresado en el Lago Missoula hizo que allí el flujo de agua alcanzara el equivalente a miles de Cataratas del Niágara, concretamente unos 10 millones de metros cúbicos por segundo. Para los curiosos, la investigación de estas inundaciones por Bretz y Pardee a principios del siglo XX condujo a uno de los más significativos cambios de paradigma en la geología: el reconocimiento de que los eventos catastróficos pueden contribuir significativamente a la evolución del relieve.

Mapa del recorrido de las inundaciones de Missoula, que
muestra el lago Missoula (azul), la capa de hielo donde
aterrizó Tomanowos (al norte del lago) y las áreas
inundadas de Washington y Oregón (gris). Fuente: Washington Univ.

Al colapsar la presa glaciar, el meteorito, atrapado en hielo y flotando con él, fue arrastrado por la inundación cruzando los estados de Idaho, Washington y Oregón siguiendo el cauce del río Columbia a velocidades de más de 20 metros por segundo, según simulaciones numéricas del Servicio Geológico de EEUU (USGS). 

Mientras flotaba en las aguas de la inundación sobre lo que hoy es la ciudad de Portland, la carcasa de hielo se desprendió y el pesado meteorito se hundió en las aguas, posándose en el fondo. En la región se han encontrado cientos de otras rocas incompatibles con la geología local. Se les llama rocas erráticas y fueron transportadas también en balsas de hielo a lo largo del río Columbia durante las inundaciones. 

Al terminar la inundación, el meteorito quedó expuesto a la atmósfera. Durante lo siguientes miles de años, la lluvia reaccionó con un mineral raro en la Tierra pero común en los meteoritos, la troilita (FeS), disolviendo entonces lentamente el hierro del lado expuesto de la roca:

Las cavidades del meteorito fueron producidas por la disolución del hierro en el 
lado expuesto a la atmósfera.

Poco después de la inundación, los Clacamas llegaron a Oregón y bautizaron al meteorito como el Visitante del Cielo. Para ellos, Tomanowos vino a unir la tierra, el agua y el cielo. Posiblemente supieran que las rocas metálicas provienen del cielo, una preclaridad que no deja de ser inquietante. ¿Les intrigaba la ausencia de un cráter en el sitio del hallazgo? ¿Vislumbraron como explicación una inundación que tardaría aún miles de años en ser redescubierta para cambiar la historia de la geología? En cualquier caso, el nombre del meteorito nos recuerda que las culturas precientíficas no eran idiotas, o en todo caso no lo eran más que la nuestra hoy en día.

Como queriendo confirmar esta última hipótesis, en 1902 un colono llamado Ellis Hughes, buscando enriquecerse con la roca, decidió trasladarla a sus propias tierras, en secreto. Milenios de descanso pacífico en el valle del río Willamette llegaron a su fin. Pero claro, no es fácil desplazarse varios kilómetros en secreto con una roca de 15 toneladas, ni siquiera en Oregón. Hughes y su hijo trabajaron de noche durante tres duros meses y fue durante ese transporte que la roca sufrió severas mutilaciones.

Una vez hubo trasladado Tomanowos, Hughes
construyó una cabaña alrededor del meteorito, anunció
que había caído en su propiedad y comenzó a cobrar
veinticinco centavos por verlo.

Una vez en su propiedad, Hughes comenzó a cobrar veinticinco centavos por ver el meteorito. Sin embargo, su vecino, no impresionado por el despliegue de idiotez, le demandó asegurando que el meteorito, en realidad, había aterrizado en SU ​​propiedad. Y para respaldarlo mostró a los jueces un enorme cráter en su terreno. Su caso hubo de ser desestimado cuando un tercer vecino de la zona informó de una enorme explosión provocada apenas una semana antes del juicio.

Irónicamente, el propietario legal del lugar de aterrizaje de la roca de hierro resultó ser la Compañía de Hierro y Acero de Oregón, que hasta entonces desconocía la existencia del meteorito. Inmediatamente contrató a un guardia que se parapetó sobre la roca día y noche, armado, mientras la compañía apelaba la sentencia. Ganaron el caso en 1905 y vendieron Tomanowos al museo de Nueva York un año después. Las autoridades, igual que ya habían relocalizado a los Clacamas y a otras 20 tribus a una reserva, decidieron también relocalizar a Tomanowos en la otra costa de los EEUU, la que sería la última parada de su billar cósmico. 

Tomanowos a principios del siglo XX, antes de ser transportado a Nueva York.

Sorprendentemente, la exposición del American Museum of National History no menciona las inundaciones de Missoula, una parte clave de la historia de Tomanowos. Esto a pesar del amplio consenso científico y de la narrativa de sus primeros descubridores. Pero los descendientes de los Clacamas sí conservan todavía el derecho a acudir al museo a rendir tributo al visitante que reunió el Cielo, el Agua y la Tierra.