Un estrato perdido en la historia geológica del Gran Cañón pudo servir como fuente de los minerales que permitieron la explosión de la vida marina hace 500 millones de años
Lo han llamado el gran libro de la Tierra. Sus
páginas de roca han sido fundamentales para comprender cómo se formó
este planeta. Pero entre los coloridos legajos de piedra que decoran las
paredes verticales del Gran Cañón del río Colorado, en Arizona (EE.UU.),
hay todo un capítulo desaparecido. Y no es precisamente una minucia. La
sucesión de estratos ordenados salta abruptamente de una capa de roca
ígnea y metamórfica, formada en el interior de la Tierra hace unos 1.700
millones de años, a las areniscas sedimentarias depositadas hace 500
millones de años. Es decir, faltan más de mil millones de años en el registro geológico.
La Gran Disconformidad,
como se la conoce, existe en otros lugares del mundo, pero es más
evidente en el Gran Cañón, donde el explorador John Wesley Powell la
describió en 1869. Ahora, los geólogos Robert Gaines del Pomona College y
Shanan Peters de la Universidad de Wisconsin, ambos en EEUU, le han
encontrado una justificación. Y de paso, con ello tratan de explicar uno
de los mayores enigmas del pasado remoto de la Tierra: cómo
la vida pasó, en un suspiro geológico, de un puñado de seres simples y
minúsculos a toda una legión de animales variados y complejos, dotados
de sorprendentes innovaciones biológicas y organizados en toda una
trama de predadores y presas. Este estallido de biodiversidad, ocurrido
hace unos 500 millones de años, se conoce como explosión cámbrica, y
desconcertó incluso al propio Charles Darwin.
El
autor de «El origen de las especies» ya propuso que la vida debió de
existir antes del Cámbrico, pero que no dejó huella en el registro
fósil. Y acertó, como después se ha constatado. Pero ¿por qué esa
efervescencia cámbrica? Algunos autores han propuesto que la vida debió
esperar casi en estado de latencia hasta que el nivel de oxígeno en la
atmósfera alcanzó el umbral mínimo necesario. Otros alegan que la
aparición de seres complejos solo fue posible cuando evolucionaron los
genes requeridos para ello, o que fue la invención de la depredación lo
que estimuló la carrera por la supervivencia y por la conquista de
hábitats diversos.
Fuente de riqueza
Todas
las hipótesis son plausibles. Gaines y Peters aportan una más: la Gran
Disconformidad revela una capa de roca que actuó como fuente de iones
solubles, un enorme y planetario «Avecrem» que se disolvió en los
océanos y aportó los minerales necesarios para que los organismos
adquirieran nuevos equipamientos biológicos, como conchas y caparazones,
lo que a su vez favoreció la diversificación evolutiva.
“Shanan
y yo trabajábamos en proyectos separados”, explica Gaines a ABC. “Él
sabía que algo drástico había ocurrido durante la formación de la Gran
Disconformidad, y yo encontré pruebas de una química alterada en los
sedimentos de los océnos cámbricos. A menudo salimos al campo a buscar
rocas cámbricas, y un día nos dimos cuenta de que nuestras observaciones
estaban vinculadas”, recuerda el investigador.
En
aquella época, los océanos se desbordaron varias veces sobre los
continentes, disolviendo los sedimentos y exponiendo las rocas ígneas y
metamórficas, ricas en componentes directamente salidos de la corteza
terrestre y que aún no se encontraban presentes en la química de los
mares. “En el Cámbrico, la exposición de toda esta roca base en
Norteamérica y otros paleocontinentes en todo el mundo, incluida Iberia,
causó un derramamiento a los océanos de iones derivados de la erosión
de la corteza continental”, resume Gaines. Así, los iones de calcio,
potasio, magnesio, carbonato, hierro y silicio alteraron la química
oceánica.
“Lo
que proponemos es un mecanismo de ignición de la explosión cámbrica”,
apunta Peters. “Nuestra hipótesis es que la biomineralización evolucionó
como una respuesta biogeoquímica a este aporte de iones”. Cuando la
composición del entorno cambia, “tu cuerpo se ve obligado a mantener un
equilibrio de estos iones para funcionar correctamente”, señala. “Si
tienes demasiada cantidad de uno te tienes que librar de él, y una
manera de hacerlo es fabricando mineral”.
“No
es que la biomineralización evolucionara con un propósito, sino en
respuesta a algo; en este caso, en respuesta a ese cambio químico. Una
vez que eso ocurrió, la evolución lo condujo en otro sentido”, aclara
Peters. Así, esas nuevas partes duras resultaron evolutivamente
favorables, desarrollándose con el tiempo para formar estructuras de
protección, como conchas y espinas, de estabilidad, como los huesos, o
de caza, como dientes y garras.
20.000 muestras
Para comprobar la validez de su hipótesis, Gaines y Peters estudiaron más de 20.000 muestras de roca de diferentes lugares de EE.UU.
Y la predicción se cumple: las rocas del Cámbrico temprano, como las
calizas sedimentarias, son ricas en carbonatos, y abundan los lechos de
glauconita, un mineral rico en potasio, silicio y hierro. Pero además,
el registro fósil de esa época prueba que por entonces aparecieron los
tres principales biominerales: el fosfato cálcico, hoy encontrado en
dientes y huesos; el carbonato cálcico, que sirvió a los trilobites para
construir sus caparazones; y el dióxido de silicio, que forma el
esqueleto de unos microorganismos del plancton llamados radiolarios.
Desde
que los dos geólogos publicaron su hipótesis en la revista Nature en
2012, nuevas pruebas han venido a apoyarla. “Trabajamos en los patrones
de alteración de la roca base para entender cómo fue afectada por la
erosión”, adelanta Gaines. “Esto nos permite comprender qué iones fueron
arrancados y hasta qué profundidad, además de poder relacionar los
inputs químicos (patrones de erosión) y los outputs (productos químicos
en las rocas sedimentarias)”.
La
hipótesis ya ha sido ampliamente discutida por la comunidad científica.
Según Gaines, “aún no ha sido rebatida, pero hay paleontólogos que
defienden una explosión cámbrica debida únicamente a procesos
intrínsecos de evolución, sin necesidad de invocar causas externas”.
Para
Peters, quizá Darwin sí estaba equivocado en algo: el hueco en el
registro rocoso representado por la Gran Disconformidad no implica falta
de información, sino todo lo contrario. “El compositor francés Claude
Debussy dijo que la música es el espacio entre las notas”, reflexiona el
científico. “Pienso que estamos ante el mismo caso”.
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