Guia Covid-19
Imprimir Republish

Geología

El gas del antiguo mar del sertón

El metano liberado por un lago de agua salada habría propiciado un aumento de la temperatura y la diversificación de las formas de vida en el planeta

Geólogos de la USP recogen muestras de rocas calcáreas en la región de Januária, en Minas Gerais

Juan Camillo Gómez-Gutierrez

Paredones de 50 metros de altura rodean una vasta llanura en el interior de los estados de Minas Gerais, Bahía y Goiás. Hace unos 550 millones de años, cuando América del Sur, África y la Antártida aún estaban unidas, ahí había un mar interno, sin conexiones con un océano. Con una superficie de alrededor de 350 mil kilómetros cuadrados (lea en Pesquisa FAPESP, edición nº 220), su tamaño era similar al actual mar Caspio, también cerrado, ubicado entre Rusia, Azerbaiyán e Irán.

La cuenca sedimentaria del São Francisco, donde se encontraba el llamado mar de Bambuí, presentaba una singularidad: el agua salada liberaba metano, uno de los gases responsables del aumento de la temperatura global, de acuerdo con estudios llevados a cabo por geólogos de las universidades de São Paulo (USP) y Federal de Minas Gerais (UFMG). Los investigadores estiman que el metano, al liberarse en la atmósfera, podría haber contribuido para suavizar el clima del planeta, disminuir la intensidad de las glaciaciones e impulsar la diversificación de las formas de vida entre 540 y 520 millones de años atrás, con el surgimiento de moluscos, esponjas, equinodermos y artrópodos. No obstante, todavía no han calculado el volumen del gas liberado ni cuánto del mismo habría sido necesario para modificar el clima terrestre, que son datos importantes para dar asidero a esta hipótesis.

El geólogo Sergio Caetano-Filho, del Instituto de Geociencias (IGc) de la USP, arribó a ese planteo luego de analizar 520 muestras de rocas calcáreas y 198 de material orgánico que se extrajeron en el mes de octubre de 2017 de las canteras de Januária, en el norte del estado brasileño de Minas Gerais, y Santa Maria da Vitória, en el sur del estado de Bahía, que se sumaron a otras informaciones de materiales similares extraídos de un pozo de petróleo y de una perforación de sondeo en la región del municipio de Arcos, en Minas Gerais. Ese trabajo forma parte de su investigación doctoral, cuya tesis defendió a principios de noviembre de este año. Los análisis, que fueron concluidos en 2019, registraron un predominio de la forma más pesada del carbono, el isótopo 13 (13C), en comparación con el isótopo 12 (12C), en una proporción hasta 15 veces mayor que la que presentan otras rocas como las del grupo Corumbá, en la zona del bioma brasileño del Pantanal.

Según Caetano-Filho, el exceso de 13C puede ser el resultado de la actividad de un grupo de microorganismos primitivos, las arqueas [Archaea], que transforman la materia orgánica en dióxido de carbono (CO2) y metano (CH4). Como consecuencia de ello, podría haberse desarrollado un ambiente hostil para otros seres vivos, con escaso oxígeno y abundancia de azufre, bajo la forma de gas sulfhídrico [ácido sulfhídrico], muy tóxico para los seres vivos. Según él, las rocas de las orillas del antiguo mar de Bambuí todavía exhalan cierto olor a huevo podrido, característico de ese gas. Esa composición explicaría la escasez de fósiles marinos incrustados en las rocas del mar de Bambuí, a diferencia de las rocas similares del grupo Corumbá, en las cuales los fósiles marinos son habituales. Él y otros colegas de la USP y de universidades de Minas Gerais y de París, describieron los resultados en un artículo que salió publicado en abril, en la revista científica Geoscience Frontiers.

“El hecho de que el mar de Bambuí haya sido probablemente un ambiente tóxico para los seres vivos explica la extrema escasez de fósiles en la región”, dice Marly Babinski, del IGc-USP y directora de tesis del doctorado de Caetano-Filho. Ella había identificado el predominio de las formas más pesadas del carbono en su propio doctorado, hace 30 años, atribuyéndolo inicialmente a la acumulación de materia orgánica, una hipótesis que no prosperó.

Kamilla Amorim Geólogos de la USP recogen muestras de rocas calcáreas en Santa Maria da Vitória, en BahíaKamilla Amorim

“El mar de Bambuí no habría sido un caso aislado”, sugiere Caetano-Filho, “porque existen otros mares cerrados con la misma edad geológica y vestigios geoquímicos muy similares”. Ese sería el caso, según él, de la cuenca de Irecê, en Bahía, que integra la misma unidad geológica, el cratón de São Francisco, y de la formación Hüttenberg, en Namibia, en el sur de África, que habrían intensificado la liberación de metano en la atmósfera.

Si esta hipótesis estuviera en lo cierto, es posible que esos mares cerrados hayan sido la fuente de metano que ayudó a elevar las temperaturas y a mitigar el impacto de las glaciaciones. Más allá de una mayor disponibilidad de oxígeno y nutrientes, las temperaturas más altas que en las épocas frías de los períodos geológicos previos podrían haber contribuido con la diversificación gradual de las formas de vida.

“No existen análogos modernos al mar de Bambuí, por lo que los análisis se dificultan bastante”, dice el geólogo Gabriel Uhlein, de la UFMG. En un estudio publicado en septiembre en la revista Precambrian Research, Uhlein sostiene que la erosión de las tierras que se alzaban a orillas del mar de Bambuí puede haber contribuido al exceso de 13C en sus aguas y además, los sedimentos de ríos extintos podrían haber cargado de carbonatos a ese mar, un elemento que puede formar metano al descomponerse. En su opinión, la liberación de metano habría tenido un efecto local.

“Como Bambuí es una cuenca pequeña en comparación con las dimensiones del planeta, genera dudas en cuanto a si podría haber liberado metano en un volumen suficiente como para incidir sobre el clima global”, dice. Pero Caetano-Filho sostiene otra hipótesis: “El mar de Bambuí probablemente haya sido mayor, antes de quedar aislado entre montañas. Y si otras cuencas también atravesaron una fase de producción intensa de metano, el impacto sobre la atmósfera puede haber sido considerable”.

Desde 2019, Uhlein y su equipo han venido recogiendo muestras de rocas orgánicas, calizas formadas por cianobacterias, cristales de sal y otros vestigios de las fluctuaciones de la marea en los paredones rocosos de Januária y de Ubaí, en el norte del estado de Minas Gerais. Los hallazgos plantean otras dudas: “O el mar de Bambuí tenía conexiones con el océano que aún no hemos descubierto, o la relación gravitatoria entre la Tierra y la Luna, que ocasiona las mareas, era diferente hace 550 millones de años, dando como resultado mareas más altas que las que presentan en la actualidad los grandes mares continentales como el Caspio”.

“La distancia entre la Luna y la Tierra varía constantemente y hace 500 millones de años era otra”, comenta el geofísico Eder Molina, del Instituto de Astronomía, Geofísica y Ciencias Atmosféricas (IAG) de la USP. “En la actualidad”, añade, “la Luna se aleja de la Tierra unos 3,8 centímetros por año”. Hace 400 millones de años, la Luna giraba más rápido y a una distancia de la Tierra un 40 % menor que la actual. En ese caso, la marea habría subido más de lo que lo hace ahora y el mes –que se define como el tiempo necesario para que la Luna realice una vuelta completa alrededor de la Tierra– habría tenido solamente nueve días.

Proyectos
1.
El Sistema Terrestre y la evolución de la vida durante el Neoproterozoico (nº 16/06114-6); Modalidad Proyecto Temático; Investigador responsable Ricardo Ivan Ferreira da Trindade (USP); Inversión R$ 2.106.971,07
2. Los ciclos biogeoquímicos del azufre y el carbono en el Ediacárico y su registro en sucesiones sedimentarias brasileñas (nº 16/11496-5); Modalidad Beca doctoral; Investigador responsable Marly Babinski (USP); Becario Sergio Caetano Filho; Inversión R$ 281.739,72

Artículos científicos
CAETANO-FILHO, S. et al. A large epeiric methanogenic Bambuí sea in the core of Gondwana supercontinent? Geoscience Frontiers (en prensa).
CUI, H. et al. Global or regional? Constraining the origins of the middle Bambuí carbon cycle anomaly in Brazil. Precambrian Research. v. 348, 105861. 15 sep. 2020.

Republish