La Evolución de los minerales

Ninguno pensamos que la vida tenga mucho que ver con las rocas; a fin de cuentas la Biología es una cosa, la Geología otra y seguimos dividiendo el mundo en animales, vegetales y minerales. Pero la realidad es que, actualmente, los geólogos piensan que la mayoría de los minerales existentes en la Tierra (3.500 de los 5.000 minerales existentes en la Tierra, es decir, 2 de cada 3) han aparecido como resultado de la vida, de procesos biológicos. Los minerales han evolucionado y algunos de ellos han tardado miles de millones de años en aparecer. Las causas de esta evolución son físicas y químicas, pero, sorprendentemente, también biológicas.

Hasta hace poco, se asumía que los minerales -esas sustancias inorgánicas que se combinan para formar rocas- habían estado ahí desde siempre, desde el origen de la Tierra. Se conocían los biominerales que segregan los seres vivos, como calcita y apatita para formar sus conchas , huesos y dientes, pero no les hacíamos mucho caso. Pero la primera relación entre minerales y vida se empezó a conocer al estudiar el origen de la vida. Los famosos experimentos de Miller-Urey de los años cincuenta del siglo pasado habían generado los ladrillos básicos de la vida pero pasaban las décadas y no se avanzaba apenas. Y, poco a poco, los teóricos empezaron a incluir a los minerales en la mezcla: la arena rica en cuarzo, la pirita o la arcilla. Estos minerales habrían permitido concentrarse a las primeras moléculas de la vida protegiéndolas a la vez del ambiente hostil. Es decir, que rocas y vida han estado juntas desde el principio de la vida.

Pero la evolución de los minerales va más atrás. Justo después del Big- Bang no se podían formar minerales porque el Universo era demasiado caliente, sólo podían existir gases como el Hidrógeno o el Helio. Pero cuando las estrellas explotaron millones de años después, sus restos se enfriaron y permitieron que los átomos de carbono se condensaran en pequeños cristales de diamante y que se formaran una docena de minerales llamados minerales-ur. Estas antiguas especies de cristales todavía caen a la Tierra en forma de polvo interestelar microscópico.

Una vez formada la Tierra, durante los primeros 500 millones de años, la vida no jugó ningún papel en la evolución de los minerales. Los primeros 12 minerales se mezclaron y remezclaron para generar 60 especies y luego otras 100. El calor, la presión y el agua transformaron los cristales en nuevas formas. El hierro-níquel se hundió hacia el centro de la Tierra para formar su núcleo y en la superficie quedó una corteza formada principalmente de basalto volcánico. Elementos esenciales de la vida como fósforo, azufre, nitrógeno y carbono se concentraron en esa corteza. Todos estos procesos físicos dieron lugar a unas 1.500 especies de minerales, pero hoy en día existen unas 5.000 especies de minerales. ¿De dónde han salido?

Los primeros microbios eran quemolitoautotrofos, palabreja que quiere decir que obtenían su energía química de los minerales, para crear sus biomoléculas. Estos microbios aceleraron la ruptura de minerales inestables como el hierro, azufre o carbono. Pero el acontecimiento más importante en la evolución de los minerales es la llamada Gran Oxidación, la Catástrofe del Oxígeno u Holocausto del Oxígeno, la aparición de las bacterias que realizaban la fotosíntesis, las cianobacterias, las cuales cambiaron la atmósfera de la Tierra hace unos 2.400 millones de años, al generar el nivel de 20% de oxígeno actual. El oxígeno es un gas corrosivo que ataca químicamente a las rocas y minerales. Más oxígeno significa más erosión y más nutrientes, que a su vez conducen a más algas productoras de oxígeno creándose así más variedad mineral.

Tenemos el caso del cobre. Antes de la Gran Oxidación, apenas se pueden identificar unos pocos minerales de cobre. Actualmente hay más de 600. La vida es asimismo responsable de la existencia de más del 90% de los 200 minerales de uranio y de la mayoría de minerales de níquel, cobalto, molibdeno, plomo, arsénico, carbono, azufre y muchos otros. Sólo un planeta con vida puede mostrar esa fecundidad mineral. El oxígeno producido por las bacterias fotosintéticas dio lugar a la formación de la capa de ozono que nos protegió de la radiación ultravioleta del sol y permitió la aparición de la vida en zonas de costa y luego en tierra firme. 

Mercurio y la Luna tienen unas 300 especies de minerales. Marte tiene unos pocos más, pero todos están lejos de los 5.000 de la Tierra. Y eso ha sido posible por la coevuloción de la vida y las rocas. Podemos decir que la vida surgió de los minerales, y luego los minerales surgieron de la vida

@pitiklinov

Referencia

Robert Hazen. The Evolution of minerals. Scientific American 2010.

Robert Hazen. How life transformed the planet. Aeon Magazine 2014