Geofrik's Blog

Representación, a escala proporcional, de la duración de los cuatro eones que constituyen la edad de la Tierra (arriba) y de las cuatro eras en que está subdividido el eón Hadeico (en el medio); por último (abajo), señalización de los acontecimientos más destacados acaecidos en el transcurso de los Grupos Basin (hace unos 4.150 Ma -> se produjo el primero de los treinta impactos Pre-Nectáricos que se observan en la Luna; hace 4.100 Ma -> comienzo de la fase de bombardeo meteorítico intenso tardío que afecta a los planetas interiores, entre ellos la Tierra –lo cual dificulta la formación de los primeros continentes–; hace 4.000 Ma -> la atmósfera sufrió una modificación importante en su composición química (pasando de muy reductora a poco reductora), se formaron las primeras rocas sedimentarias conocidas, se produjo la primera orogenia conocida (la orogenia Napier) y surgieron los primeros protobiontes; hace 3.920 Ma -> fin de esta era y comienzo de la era conocida como era Nectárica). Autor: Geofrik.

Los Grupos Basin (4.150 – 3.920 Ma) son nueve subdivisiones de la escala del tiempo geológico lunar que, junto a la era Críptica, constituyen el denominado periodo geológico Pre-Nectárico. Su duración aproximada es de unos 230 Ma, siendo la segunda división más larga del eón Hadeico. Traducido a las escalas descritas en la entrada «Escalas de Tiempo Geológico (1/1000 y 1/Ma)«, esta duración equivaldría a:

• 1/Ma: 23 centímetros (frente a los 4,028 metros que duraría el Precámbrico y los 4,57 metros que duraría la historia de la Tierra);
• 1/1000: 230 metros (frente a los 4,028 kilómetros del Precámbrico y los 4,57 kilómetros de la vida del planeta).

NOTA: Los Grupos Basin han sido definidos con el objetivo de situar las treinta cuencas de impacto del periodo Pre-Nectárico en nueve grupos basándose en sus edades. La edad relativa de la primera cuenca de cada grupo se basa en la densidad del cráter y en las relaciones de superposición con las otras cuencas. No obstante, dado que actualmente no se conocen apenas muestras geológicas de este periodo en la Tierra, la Comisión Internacional de Estratigrafía no ha fijado ni reconocido los límites de esta era, pues lo considera un término informal.

*****

Durante los Grupos Basin la actividad geológica de la Tierra debió de ser muy intensa (aunque no tanto como en el pasado), con numerosos volcanes en actividad y fuentes de aguas termales. Esta exuberante actividad volcánica sería fruto de un planeta con altas temperaturas en su interior y una intensa caída de meteoritos y cometas de gran tamaño que fracturarían su superficie.

Superficie terrestre propia de hace unos 4.000 Ma, caracterizada por un vulcanismo intenso. Autor: desconocido.

Hace 4.100 Ma, aproximadamente, comenzaría el denominado bombardeo meteorítico intenso tardío, durante el cual numerosos cuerpos celestes serían proyectados sobre la Tierra, la Luna y el resto de planetas interiores, seguramente debido a los movimientos posicionales de los planetas gaseosos gigantes, que los desviarían de sus órbitas (existen diversas teorías para explicar el fenómeno de este bombardeo –véase la entrada «bombardeo intenso tardío«–, aunque esta es, quizás, la más aceptada por la comunidad científica).

Bombardeo meteorítico sobre la superficie terrestre. Autor: desconocido.

Este aluvión de impactos debió haber dificultado la formación de grandes fragmentos de corteza, destrozando literalmente los primeros protocontinentes que se formaran, lo que explicaría la falta general de rocas hadeicas. No obstante, poco a poco irían surgiendo pequeños protocontinentes (hace unos 4.000 Ma tuvo lugar la primera orogenia conocida: la orogenia Napier, que constituyó los núcleos de estos protocontinentes), a partir de los cuales se desarrollarían los continentes del futuro (posiblemente, estos protocontinentes apenas representarían un 8% de la superficie continental actual). La formación de la primera corteza completamente sólida del planeta coincidiría con el momento en que los océanos alcanzaran un nivel ciertamente elevado.

Posible apariencia que mostraría el planeta Tierra visto desde el espacio. Los océanos estarían dotados, tal y como se menciona en la entrada «Era Críptica (4.570 — 4.150 Ma)«, de una coloración verdosa debido al alto contenido de Fe disuelto; la atmósfera, rojiza, sería el resultado de una gran concentración de CO₂ y vapor de agua en el aire; y los protocontinentes, aún pequeños, sobresaldrían por encima del nivel del mar, destacando por su altísima actividad volcánica. Autor: desconocido.

La presencia de agua líquida en la superficie terrestre favorecería la erosión del relieve y la sedimentación de materiales detríticos en las cuencas que se fuesen originando (ver entrada «Era Críptica (4.570 – 4.150 Ma)«), lo que daría lugar a las primeras rocas sedimentarias conocidas (originadas hace unos 4.000 Ma). El enterramiento paulatino de los materiales al depositarse otros nuevos conducirá, en el futuro, a los procesos de metamorfismo y anatexia (véase «Era Eoarcaica (3.800 – 3.600 Ma)«) por aumento de la presión y la temperatura.

Fotografía de una fuente hidrotermal actual, un fenómeno que sería muy abundante en la corteza terrestre primitiva. Autor: Julien Delbor.

Las aguas oceánicas, cargadas de CO₂ (durante las épocas anteriores el CO₂ se diluiría en el agua como resultado de la condensación del vapor de agua al descender la temperatura del planeta), sufrirían una importante radiación ultravioleta (UV) procedente del Sol, ya que al no haber una capa de ozono en la atmósfera no existiría ningún impedimento para que los UV penetraran en ella. De este modo, se producirían una serie de importantes reacciones entre moléculas inorgánicas simples para dar otras moléculas inorgánicas más complejas, así como la fotodisociación del CO₂ (más intensa que en el pasado) y el vapor de agua, produciendo un incremento notable en el número de moléculas de oxígeno atmosférico (O₂).

Por otra parte, debido a su «ligereza», las moléculas gaseosas de hidrógeno y helio no podrían ser retenidas por la fuerza gravitatoria terrestre (pequeña en comparación a la de los planetas jovianos o las estrellas, que sí pueden retenerlas) y se alejarían por el espacio (este proceso sucede en la actualidad a un ritmo muy lento, habiendo comenzado desde que se empezó a formar la atmósfera); en cambio, el resto de gases, más pesados, sí que serían retenidos.

La atmósfera tendría así una composición rica en nitrógeno (N₂), vapor de agua (H₂O), dióxido de carbono (CO₂) y argon (Ar), con una menor proporción de neón (Ne), helio (He), metano (CH₄), amoníaco (NH₃), dióxido de azufre (SO₂), sulfuro de hidrógeno (H₂S) y oxígeno (O₂). El carácter químico habría cambiado, desde el origen hasta esta época, de muy reductor a poco reductor (Holland, 1962).

*****

Hace más de 4.000 Ma, la complejidad de las moléculas inorgánicas daría lugar al nacimiento de las primeras moléculas orgánicas, constituidas principalmente por hidrógeno (H), oxígeno (O) y carbono (C). Entre estas moléculas se encontrarían los primeros lípidos anfipáticos, un tipo de lípidos caracterizados por tener una cabeza hidrofílica (polo lipófobo, que es afín al agua y repele a otros lípidos) y una cola lipofílica (polo hidrófobo, que repele el agua y es afín a otros lípidos). Estos lípidos son capaces de combinarse de tal modo que, en presencia de agua, unen sus colas lipofílicas y dan lugar a lo que se conoce como una bicapa lipídica, ofreciendo sus cabezas hidrofílicas hacia el agua. Esto será vital para el desarrollo de los primeros organismos celulares en el futuro.

Esquema simplificado de la disposición de los lípidos para constituir una bicapa lipídica. Autor: desconocido.

Se cree que hacia los 4.000 Ma surgirían los primeros protobiontes, corpúsculos esféricos constituidos por una membrana bilipídica capaces de absorber otras partículas, bien mediante permeabilidad selectiva (las partículas más pequeñas atravesarían la membrana sin problema) o mediante endocitosis.

Corte transversal de la membrana bilipídica de un protobionte. Autor: desconocido.

Esquema simplificado (abajo), acompañado de fotografías reales (arriba), del proceso de endocitosis. Autor: desconocido.

Entre estos protobiontes se encuentrarían:

• Los primeros coacervados, corpúsculos de 2 a 60 micras constituidos por una membrana lipídica capaces de absorber y retener ácidos aminados, encimas y glúcidos y que pueden tener tendencia selectiva en los elementos que van a incorporar, llegando a formar estructuras más complejas pero muy ordenadas.

Imagen microscópica de un coacervado como los propuestos por Alexander Oparin. Autor: desconocido.

• En esta época también pudieron aparecer las microsferas o microesférulas, unos corpúsculos de unas 80 micras de diámetro capaces de enquistarse atendiendo a cambios en el pH del medio en que se hayan y de crecer por procesos catalíticos.

Fotografía de un grupo de microsferas. Autor: desconocido.

En el interior de estos protobiontes pudieron haberse formado, por combinación de moléculas orgánicas más sencillas, las primeras moléculas autorreplicantes de RNA (ribonucleic acid, en inglés) o ARN (ácido ribonucleico), según la teoría denominada «hipótesis del mundo con ARN«. Los protobiontes, gracias a estas moléculas de RNA, podrían autorreplicarse continuamente, incorporando cada vez moléculas más complejas en las reacciones químicas, de tal modo que es más que probable que estos «seres» inorgánicos fuesen los ancestros de los primeros organismos unicelulares.

Esquema que representa el posible aspecto de un protobionte complejo. Autor y copyright: Nasif Nahle.

****************************************************************************************************************************

Figuras:
La siguiente figura tiene copyright. Para la publicación de la misma en otros medios se debe solicitar permiso al autor (indicado, en el texto, debajo de la figura) y referenciarla correctamente, mostrando su página web o, en su defecto, la página que aquí abajo se indica.
–José Antonio (2011). «La teoria de Oparin Haldane y el experimento de miller (T.2/E.3)». Es mas importante el proceso que la solución. [link]

La siguiente figura tiene una licencia Creative Commons Attribution 3.0 Unported o posterior. Para la publicación de la misma en otros medios no es necesario solicitar permiso al autor (indicado, en el texto, debajo de la figura), pero debe ser referenciada correctamente, mostrando la página web del mismo o, en su defecto, la página que aquí abajo se indica.
–Anónimo (2012). «La membrana plasmática». Wikillerato. [link]

Es probable que las siguientes figuras tengan copyright. Para la publicación de las mismas en otros medios se debe solicitar permiso al autor correspondiente (indicado, en el texto, debajo de cada figura) y referenciarlas correctamente, mostrando su página web o, en su defecto, la página correspondiente que aquí abajo se indica.
–Geofrik (2010). «Caída de Meteoritos». Geofrik’s Blog (Photos). [link]
–Geofrik (2010). «Coacervado». Geofrik’s Blog (Photos). [link]
–Geofrik (2010). «Detalles bicapa lipídica». Geofrik’s Blog (Photos). [link]
–Geofrik (2010). «Microesferulas». Geofrik’s Blog (Photos). [link]
–Geofrik (2010). «Superficie Terrestre». Geofrik’s Blog (Photos). [link]
–Geofrik (2010). «Tierra Verde». Geofrik’s Blog (Photos). [link]
–Julien Delbor (2007). «Geiser 1». Photo. [link]
–M.L.W. (2012). «La envoltura Celular». ¿Qué Necesitas de Selectividad?. [link]

La siguiente figura es de dominio público porque fue creada por el autor de este blog. Para la publicación de la misma en otros medios no es necesario solicitar permiso al autor, pero debe ser referenciada correctamente, mostrando esta misma página o, en su defecto, la que aquí abajo se indica.
–Geofrik (2010). “Escala Era Grupos Basin”. Geofrik’s Blog (Photos). [link]

Referencias:
–Colaboradores de Wikipedia (2010). «Eón Hadeico». Wikipedia, la enciclopedia libre. [link]
–Colaboradores de Wikipedia (2013). «List of orogenies». Wikipedia, la enciclopedia libre. [link]
–Hartmann, W.K., Quantin, C. & Mangold, N. (2007). «Possible long-term decline in impact rates: 2. Lunar impact-melt data regarding impact history». Icarus, 186: 11–23.
–Mosqueira Pérez Salazar, G. (2005). «¿Cómo fue la Tierra Primitiva? Desde sus orígenes hasta el surgimiento de la vida unicelular en nuestro planeta». Correo del Maestro, 107.
–Sleep, N.H. et al. (1989). «Annihilation of ecosystems by large asteroid impacts on early Earth». Nature, 342: 139–142.