Fósiles magnéticos para conocer el pasado climático de la Tierra

Se llaman magnetofósiles y son nanopartículas capaces de alinearse con el campo magnético de nuestro planeta. Ahora un equipo de geólogos de la Universidad de Utah ha conseguido estudiarlos con ayuda de una tecnología puntera. Su estudio permite conocer los cambios climáticos que ha sufrido el planeta hace millones de años.

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Micrografía electrónica de magnetofósiles gigantes en forma de aguja

Micrografía electrónica de magnetofósiles gigantes en forma de aguja

Foto: Courtney Wagner, Kenneth Livi e Ioan Lascu/ Universidad de Utah

La palabra magnetofósil puede traer a la mente alguna escena de los X-Men, pero son muy reales. Se trata de fósiles formados por unas bacterias denominadas ‘magnetotácticas’, unos microorganismos que contienen unos orgánulos denominados magnetosomas basados en distintos minerales de hierro y que pueden actuar como si de diminutas brújulas se tratasen, pues los usan para orientarse con el campo magnético de la Tierra y viajar hacia lugares más proclives para su desarrollo.

Algunos de estos fósiles contienen información valiosa sobre las condiciones climáticas del planeta hace millones de años.

Un equipo de investigadores de la Universidad de Utah ha partido del estudio restos fósiles de estas bacterias para obtener nueva información acerca del pasado climático de nuestro planeta. Los científicos han encontrado la manera de recopilar esa información valiosa sin tener que triturar hasta convertir en polvo las escasas muestras halladas hasta la fecha, lo que hasta ahora la única manera de estudiarlos. Sus resultados han sido publicados recientemente en la revista especializada Proceedings of the National Academy of Sciences.

Sentido magnético

A lo largo de algunos períodos del pasado de nuestro planeta algunos de estos imanes biológicos crecieron hasta alcanzar unos tamaños gigantescos, aproximadamente 20 veces más que los magnetofósiles habituales, y en formas exóticas como agujas, puntas de lanza o balas gigantes. Debido a que las bacterias usaron su "supersentido magnético" para encontrar sus niveles preferidos de nutrientes y oxígeno en el agua del océano, y puesto que los magnetofósiles gigantes están asociados con períodos de cambio climático rápido y temperatura global elevada, la evolución de estas estructuras pueden decirnos mucho sobre las condiciones climáticas del planeta y del océano, especialmente durante los períodos de calentamiento extremo.

"Estas bacterias usan las líneas del campo magnético como si se tratase de una autopista", explica la investigadora principal del estudio.

"Las bacterias magnetotácticas son microorganismos sensibles al oxígeno que producen diminutas partículas magnéticas (cuyo grosor es una milésima parte el de un cabello humano) dentro de sus células. -explica Courtney Wagner, investigadora principal del estudio, a National Geographic España a través del correo electrónico- Estos microorganismos, aclara, se distribuyen a lo largo de una cadena, como si de la aguja de una brújula se tratase, y usan esa 'brújula' para alinear sus células con las líneas del campo magnético de la Tierra para navegar hacia concentraciones específicas de oxígeno. En otras palabras -precisa la investigadora- usan las líneas del campo magnético como si de una autopista se tratase para llegar a sus condiciones óptimas de vida dentro del agua o el sedimento".

Así permiten estudiar el clima

Este tipo de bacterias, explica la investigadora, son muy útiles para el estudio del registro geológico del planeta, pues son sensibles al oxígeno y viven justo en la intersección entre la capa óxica (con oxígeno) y anóxica (sin oxígeno). Debido a que estas bacterias tienen tamaños específicos y propiedades magnéticas muy concretas, nos informan sobre la cantidad de oxígeno y el tipo de nutrientes presentes en las rocas en las que se encuentran.

El objetivo del equipo de la universidad de Utah, explica Wagner, es determinar qué nos dicen estas bacterias sobre el evento de calentamiento global producido hace unos 56 millones de años, concretamente cómo reaccionó el océano ante tal acontecimiento.

Para obtener la mayor información posible de estas estructuras, los científicos idearon un nuevo método de recolección de datos sin tener reducir los fósiles a un fino polvo para analizarlo después en un microscopio electrónico, que era el único modo que tenían para analizarlas. El proceso de extracción, señala Wagner, puede llevar mucho tiempo y no tener éxito, mientras que la microscopía electrónica puede ser costosa, además de que los restos no pueden aprovecharse.

Magnetofósiles gigantes en forma de aguja (a la izquierda) y de huso (a la derecha).

Magnetofósiles gigantes en forma de aguja (a la izquierda) y de huso (a la derecha).

Foto: Courtney Wagner, Kenneth Livi y Ioan Lascu/ Universidad de Utah

Wagner y Pter Lippert, junto a sus colegas de la Universidad de Utah, y Ramon Egli del Instituto Central de Meteorología y Geodinámica de Austria, y Ioan Lascu, del Museo Nacional de Historia Natural, encontraron otra forma alternativa de analizar estas muestras: utilizando muestras de sedimentos recolectadas en Nueva Jersey, diseñaron un nuevo modo de realizar un análisis llamado mediciones FORC (Curva de Inversión de Primer Orden, por sus siglas en inglés) Con estas mediciones magnéticas de alta resolución encontraron que la firma magnética de los magnetofósiles gigantes era distintiva, lo suficiente como para que la técnica pudiera usarse en otras muestras para identificar la presencia estas estructuras.

"Las mediciones de las curvas de inversión de primer orden -explica la investigadora- son sólidas y no destruyen las pruebas, lo que las convierte en una medición ideal para este tipo de estudio. Además, son sensibles a las propiedades magnéticas específicas de los magnetofósiles y pueden distinguir las firmas de estas bacterias de otros minerales magnéticos, lo que nos permite reconocer la presencia de magnetofósiles en sedimentos sin tener que triturar o destruir muestras".

"La capacidad de encontrar rápidamente conjuntos de magnetofósiles gigantes en el registro geológico ayudará a identificar el origen de estas partículas inusuales, además de determinar la ecología de los organismos que los formaron", escriben los investigadores en las conclusiones del estudio. Esto es importante, dice Wagner, porque en la actualidad no se conoce ningún organismo vivo que forme magnetofósiles gigantes, mientras que todavía no sabemos qué organismos los formaron en el pasado. La información contenida en estas insólitas estructuras fósiles indican, nos ayudarán, según los autores del estudio, a comprender mejor cómo respondieron los océanos a los cambios climáticos del pasado, y cómo nuestros actuales océanos podrían responder ante el calentamiento global.

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