Nadie sabe qué pasó en los primeros años de la Tierra. Estos españoles van a descubrirlo

Los primeros 500 millones de años de la Tierra se conocen como el Hádico, una palabra que viene de Hades, el inframundo griego. Los geólogos dieron ese nombre a los inicios de nuestro planeta porque se imaginaron este periodo como un auténtico infierno: volcanes, ríos de lava, meteoritos y caos por todas partes. Apenas queda rastro de aquella etapa, así que sigue siendo un gran enigma, pero la teoría dice que ese ambiente no podría haber albergado el más mínimo rastro de vida… ¿O tal vez sí?

Un ambicioso proyecto europeo denominado Protos pretende recrear aquella atmósfera primitiva y descubrir, a través de una serie de experimentos, las claves de la transición del mundo mineral a la vida. Gracias a una beca Synergy Grant del Consejo Europeo de Investigación (ERC, European Research Council), el Instituto Andaluz de Ciencias de la Tierra de Granada (IACT, centro mixto del CSIC y la Universidad de Granada) coordina esta iniciativa, en la que también participan las universidades alemanas de Bremen y Constanza y el Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS-Geo-Ocean) de Brest (Francia). A partir de ahora tienen casi 10 millones de euros y seis años para sorprender al mundo con nuevas revelaciones sobre nuestros orígenes.

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A la hora de estudiar lo que ocurrió en este planeta hace más de 4.000 millones de años, el primer gran problema es que apenas quedan pistas. La propia actividad geológica de la Tierra, con fenómenos como la tectónica de placas, ha borrado los restos de aquellos inicios. “Las rocas más antiguas han ido desapareciendo, el manto del planeta se las ha ido tragando y no queda nada de los primeros 500 millones de años”, explica a El Confidencial Juan Manuel García Ruiz, investigador del IACT que lidera el proyecto, “salvo pequeños cristales de circón, que son fundamentales, porque nos dicen que en esa época ya existía agua”.

Ese detalle es muy importante, porque hasta hace poco se pensaba que el Hádico era irrelevante para el origen de la vida, precisamente, por la ausencia del líquido elemento y porque las temperaturas eran elevadísimas. Ese ambiente tan agresivo parecía incompatible con cualquier elemento biológico. Sin embargo, el circón ofrece una nueva interpretación: “Son cristalitos insertados en rocas más modernas, pero, cuando lo separamos de ellas y medimos su edad, vemos que tiene 4.300 millones de años y su composición indica que, necesariamente, se han formado en un ambiente acuoso”, relata el experto.

La hipótesis del proyecto Protos se basa en esa idea: si había agua antes de lo que pensábamos, ese infierno primitivo quizá no fue tan apocalíptico, sino bastante diferente a lo que se creía. “El agua tendría que condensar sobre una superficie, una corteza muy fina pero ya solidificada”, explica García Ruiz. Hoy en día, casi todo el mundo está de acuerdo en que esa corteza primigenia serían los olivinos, minerales de color verde oliva. A partir de ahí, nos encontramos con un planeta que ya no es tan inerte como habíamos imaginado y comienzan a encadenarse una serie de procesos que, finalmente, habrían conducido a la vida.

La interacción del agua con ese mineral habría dado lugar a un líquido alcalino (con un pH muy alto) y se habría desencadenado un proceso conocido como serpentinización: los olivinos se transforman en otros minerales y generan hidrógeno molecular. Así, comenzarían a darse una serie de reacciones geoquímicas que producen metano, nitrógeno y amoniaco, entre otros elementos. Ese ambiente sería propicio para “generar los ladrillos moleculares de la vida”, apunta el investigador en referencia a aminoácidos, nucleobases, azúcares y lípidos.

La sílice y los biomorfos

Sin embargo, el protagonista del proyecto Protos es otro mineral que pudo ser esencial en esas primeras interacciones entre rocas y agua: la sílice. “Pensamos que es fundamental para disparar todas las reacciones”, asegura el experto desde Granada. Los científicos que participan en esta iniciativa creen que tuvo “un papel catalizador para que se generasen estructuras minerales que se autoorganizan, que parecen formas de vida y que probablemente fueron determinantes, precisamente, en la transición hacia la vida”.

De hecho, García Ruiz trabajó anteriormente en un proyecto ERC Advanced Grant y descubrió los biomorfos de sílice, unas estructuras “que no se pueden distinguir morfológica ni químicamente de los restos de los fósiles más antiguos”. Su hallazgo cuestiona el origen biológico de algunos elementos fosilizados que se daba por hecho que habían tenido vida. “En Granada hacemos estructuras puramente inorgánicas que no se diferencian de los restos de vida primitiva”, asegura, pero que, a su vez, han podido ser clave en la transición hacia esas formas biológicas.

Durante mil millones de años, justo después del periodo Hádico, la sílice fue muy importante en todo el planeta, tal y como muestran las evidencias gracias a las abundantes rocas silicificadas, así que probablemente el proceso venía de antes, aunque no queden pruebas de esa Tierra más primitiva. Ahora, la idea es demostrar de forma experimental cómo ocurrió todo esto dentro de un proyecto que este investigador define como “apasionante, bonito, actual y atrevido”. Generalmente, los estudios sobre el origen de la vida “se basan en modelos y elucubraciones”, asegura, así que estamos ante una propuesta inédita por ser “absolutamente experimental”.

Experimentos inéditos

En los laboratorios de Bremen, se llevarán a cabo ensayos sobre las interacciones entre rocas y fluidos en reactores, emulando la atmósfera primitiva y analizando las reacciones. “La sílice es la molécula más abundante en nuestro planeta y se sabe que juega un papel importante en la regulación de las reacciones entre agua y roca”, ha comentado Wolfgang Bach, responsable del proyecto en la universidad alemana. “También ha demostrado fascinantes propiedades catalíticas en experimentos de laboratorio y aplicaciones industriales”, añade, de manera que este proyecto “pretende identificar su papel potencial para convertir en habitado un planeta árido y rocoso”.

En la Universidad de Constanza, su compañero Helmut Coelfen estudiará cómo se comporta la sílice a nivel molecular, un trabajo que compartirá con sus colegas de Granada. A través de técnicas novedosas, su equipo analizará cómo se organiza en disoluciones acuosas y cómo precipita este mineral. “Es necesario comprender su formación, tamaño y reactividad para entender también su autoensamblaje”, ha señalado el investigador alemán.

Finalmente, en Brest van a encargarse de la silicificación de microorganismos similares a los que pudieron habitar la Tierra en sus primeros tiempos, así como las estructuras biomórficas que hacemos nosotros aquí, explica el propio García Ruiz. Dicho de otra manera, van a “fosilizarlas experimentalmente” en sus reactores, sometiendo las muestras a diferentes presiones, tiempos y temperaturas. Según el investigador del CNRS francés Mark van Zuilen, este trabajo servirá “para avanzar en la detección de la vida temprana y sus precursores”.

Detectar vida en el espacio

En efecto, estos ensayos van a ser fundamentales para seguir con la línea de investigación marcada estos últimos años por el Instituto Andaluz de Ciencias de la Tierra. “Cuando se encuentran microfósiles, tenemos que entender si de verdad son restos de vida o restos de estructuras minerales que formaban parte de la transición hacia la vida”, destaca el científico del CSIC.

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Además de aportar un conocimiento fundamental sobre la historia de nuestro planeta y sobre los orígenes de la vida, este proyecto tiene una vertiente aplicada no menos interesante: puede dar muchas pistas de lo que tenemos que buscar en otros mundos si queremos hallar restos biológicos en ellos que demuestren si alguna vez fueron habitados por organismos vivos, como podría ocurrir en el caso de Marte. “El problema de la transición de un planeta yermo a uno vivo es casi el mismo que el problema de la detección de vida en otros planetas o de la detección de la vida primitiva en la propia Tierra”, apunta García Ruiz.

De hecho, su equipo de investigación de Granada formaba parte de la misión ExoMars, de la Agencia Espacial Europea (ESA), que fue suspendida el año pasado por culpa de la guerra de Ucrania (dependía de un cohete ruso). La nueva fecha para lanzarla al planeta rojo, por el momento, es 2028. “La idea es tener herramientas que, sin ambigüedades, nos permitan detectar vida en las rocas más antiguas de Marte o de la Tierra”, explica.