Geología , Puesta en escena de la vida en un océano Seltzer temprano y cálido

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Universidad Andrés Bello

Facultad de ingeniería

Geología

Puesta en escena de la vida en un océano Seltzer temprano y cálido

Índice

1. Portada .............................................................................................. página 1
2. Índice..................................................................................................página 2
3. Resumen............................................................................................ página 3
4. Desarrollo........................................................................................................

         4.1 Condiciones de la tierra primitiva...................................................página 4-5

         4.2 Modelado de la interacción agua-roca.................................................página 5-6

         4.3 Formación de catalizadores metálicos.............................................página 6-7

         4.4 Expresiones de gratitud....................................................................página 8

1. Discusión y conclusión …................................................................. página 9-10
2. Referencias ........................................................................................ página 11
3. Anexos ............................................................................................... página 12

Resumen

Una problemática geológica que desafía las investigaciones de nuestros antepasados y futuros geólogos es la composición de la atmosfera, el océano y la tierra sólida antes de que se diera lugar a él origen de la vida, como tenemos escasas rocas de esos periodos nos toca obtener información de las condiciones en la tierra probiótica aplicando la ciencia planetaria comparativa (es un estudio entre la ciencia espacial y planetaria, en la cual se estudian diferentes procesos naturales por sus fenómenos y efectos entre múltiples cuerpos, estos procesos incluyen a la geología, hidrología, física atmosférica e interacciones como: cráteres de impacto, meteorización espacial, biología a través de la astrobiología), los circones que se formaron en esos periodos y enfoques teóricos.

Tierra prebiótica: Sistema abierto donde la materia y la energía podría ser tratada siempre en un equilibrio térmico local. 

Se evaluará vías que posiblemente son asistidas por minerales o catalizadas por estos para generar aminoácidos, formar nucleótidos y otros componentes orgánicos importantes como o es la liberación de moléculas orgánicas por meteorización u asteroides. Es fundamental mantener en cuenta las reacciones que se basan en minerales también puedes descomponer bases importantes para el origen de la vida. Se evalúa los minerales presentes en la tierra prebiótica, sus variaciones de acuerdo con su entorno.

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Evolución de la atmósfera y los océanos - Blogodisea                     B.log.ia 2.0: Evolución prebiótica y origen de la vida I: evolución   molecular (b-log-ia20.blogspot.com)

Desarrollo

Condiciones de la tierra primitiva

La tierra se formó a través de polo que la gravedad espacial convirtió en pequeñas rocas (formando los planetas), la tierra en si hace aproximadamente 4.5mil millones de años tenía una temperatura bastante elevada y superaba los 1200°C, carecía de oxígeno, pero si contenía CO2, N2 y vapor de agua. Según la teoría del planeta Theia nos indica que este impacto contra la tierra generando una colisión en la cual ambos planetas se vuelven líquidos, dejando pequeños escombros en el espacio los cuales a uno tiempo de 1000 años la gravedad provoca que estos se unan generando un anillo de polvo rojo alrededor de la tierra, este anillo provoca la creación de una bola la cual más adelante se determina como el nacimiento de la luna, este nacimiento provoca que la escasa agua presente en la tierra sea más estable pero al mismo tiempo la tierra siga caliente, subsiguiente a la formación de la luna; la tierra sufre el impacto de meteoritos los cuales traen en su interior pequeños cristales los cuales contienen agua y genera la creación del océano. En este punto el agua se enfría y se mezcla con el dióxido de carbono (aunque esta baja su composición, se dice que por la interacción de agua-roca donde el CO2 se disuelve como reactivo).

El CO2 se eleva a la atmosfera lo cual provoca condiciones favorables para el origen de la vida, las reacciones de agua-roca consumieron CO2 durante el periodo de Hadeano temprano-medio que consiste en 5-25atm de CO2 con una T° de 60-110°C en el océano. El océano primitivo era agua carbonatada cálida que al reaccionar con la corteza del periodo perdió su efervescencia, esta interacción dio lugar a los primeros océanos, a los fluidos que pasaron por la corteza y a los minerales secundarios; hay un estudio que nos indica que la mezcla de CO2 + agua con materiales de la corteza, forman compuestos orgánicos a través de reacciones abióticas.

Dentro de las reacciones agua-roca lo más importante de su estudio es la composición química y la mineralogía de las rocas. No se han registrado rocas del periodo del Hadeano que nos deje inferir como se formó la corteza primitiva, pero nos guiamos de las circonitas (“circones”, son minerales accesorios comunes en las rocas granitoides, resisten a la meteorización física y química) se deriva como pequeños vestigios de rocas que se formaron por el derretimiento parcial de la corteza Hadeana la cual consiste en una gran composición ultramafica a mafica (ambas con alta composición de Mg, Fe y baja en Si).

La corteza primitiva tiene composición komatiitica (roca ígnea alta en Mg y dominada por olivino) pero hay otros estudios que nos indican que la corteza Hadeana tenía una composición parecida a los basaltos de la dorsal oceánica (morb) o basaltos toleiticos, una de las informaciones más importantes es la primera roca e información inferida de esta para la corteza primitiva la cual está compuesta de tonalitica con mayor cantidad de plagioclasa rica en Na, baja en cuarzo y ortoclasa. Teniendo en cuenta tal información, nos dirigimos a las reacciones agua-roca las cuales producen dos sistemas:

• Sistemas abiertos: favorecen el intercambio rápido de la atmosfera
• Sistemas cerrados: Inhiben el intercambio

Relacionado a los ambientes que pueden pueden provocar este tipo de reacciones son de acuerdo con la profundidad; con poca profundidad tendrán intercambios gas-agua bastante rápido para mantener el equilibrio entre el fluido y la atmosfera. En cambio, si son en bastante profundidad (ambientes de rocas) el agua que se infiltra en la roca está en equilibrio con la atmosfera, si llega a ser más profunda la infiltración se desequilibra el fluido con la atmosfera.

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La Licenciatura en Física y la Sustentabilidad del Planeta (slideshare.net)

Modelado de la interacción agua-roca

Debido al arduo esfuerzo de geoquímicos tales como Harold Helgeson (fallecido) en la Universidad de California-Berkeley (EE. UU.); Everett Shock en la Universidad de Washington entre otros más: hoy en día es más viable realizar de manera eficiente simulaciones de rocas acuáticas en una computadora.  La importancia de realizar un conjunto de cálculos de modelos es para que de esta forma se puede explorar una gran variedad de condiciones tales como; las diferentes composiciones de rocas, gases y soluciones. En las simulaciones de interacción agua-roca está presente la meteorización de los principales formadores de rocas. En el proceso de meteorización lidera la composición del agua en el cual reacciona y dicta un conjunto de minerales secundarios formados, aun así, debe tener en consideración que en estos cálculos no tienen ningún efecto cinético que pueda llevar ensamblajes fuera del equilibrio. Comúnmente se abordan en los cálculos termodinámicos para así suprimir la formación de minerales del cual se conoce que durante los procesos de meteorización no es posible su formación.

 En la siguiente tabla de valores podemos apreciar los resultados de simulaciones en cuatro tipos de rocas a constante PAGSCO (5 atm) y T (75 °C). Para cada una de estas, la composición del mineral secundario después de que 50 g de roca reaccionen con un litro de

agua se convierten en abundancias relativas en términos de porcentaje (peso), las principales clases de minerales secundarios.

[pic 5]Tabla codificada por colores que ilustra los conjuntos de minerales secundarios modelados geoquímicamente y el fluido composiciones derivadas de cuatro tipos de rocas terrestres tempranas (MORB, komatiita, peridotita y tonalita) tanto en condiciones abiertas como cerradas.

Para las simulaciones mostradas aquí, se puede observar la reducción de CO2 al metano y otras formas reducidas de carbono que se encuentran bloqueadas. Incluso si la atmosfera contiene grandes cantidades de hidrógeno molecular, esto debió probablemente a impactos ocasionales de meteoritos adyacentes, por ello es poco probable el CO se reduzca exponencialmente con hidrogeno en sistemas abiertos sin catalizadores adecuados y a temperaturas muy altas. Sin embargo, las cantidades de CO2 en un sistema cerrado y muy limitada y su reducción a la formación de metano altera sustancialmente el conjunto de minerales secundarios.

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