Neowise + ISS desde la Sierra de Entzia, Álava

C 2020 F3 Neowise

El cometa Neowise y sobre él la ISS, vistos desde la Sierra de Entzia (Fot. Enrique Ortiz de Zárate, 18/07/2020)

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Aunque nunca podremos describir los minerales que sin duda porta, no hemos querido dejar que pase de largo sin fotografiarlo. Las imágenes han sido captadas ayer, en la noche del 18-19 de julio, por Enrique Ortiz de Zárate desde La Punta, en la zona NW del raso de Cezama, en la Sierra de Entzia. La gran mancha luminosa central corresponde a la localidad alavesa de Agurain/Salvatierra, mientras que la gran mancha luminosa de la zona superior izquierda corresponde a Vitoria-Gasteiz. Sobre el horizonte, en la zona central y hacia la derecha se aprecia el resplandor de Bilbao.

C 2020 F3 Neowise

Detalle del cometa con sus dos colas, la de polvo y la iónica (Fot. Enrique Ortiz de Zárate, 19/07/2020)

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Sobre todos ellos vuela el cometa C 2020 F3 Neowise, descubierto el pasado 27 de marzo por el telescopio espacial de la NASA denominado Neowise (Wide-field Infrared Survey Explorer). En los próximos dos días (22 y 23 de julio) el cometa alcanzará el punto de su órbita más cercano a la Tierra, a 240 millones de kilómetros (1,6 UA).

C 2020 F3 Neowise

El cometa Neowise visto desde la Sierra de Entzia (Fot. Enrique Ortiz de Zárate, 18/07/2020)

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Se trata de un objeto de unos 5 km de diámetro y presenta dos colas visibles, una blanca de polvo y otra azul de iones. Su periodo orbital en torno al Sol es de 6.765,83 años, por lo que no volverá por aquí hasta el entorno del año 8786. En la fotografía que encabeza este post ha quedado también registrado, junto al cometa Neowise, el paso de la ISS (Estación Espacial Internacional).

La Punta

Aguardando el ocaso (Fot. Enrique Ortiz de Zárate, 18/07/2020)

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Apatito, magnesio, Darwin y el origen de la vida

El fosfato es fundamental para la vida. Es un componente esencial en la estructura del ADN y ARN y en el metabolismo de las células vivas y forma parte de nuestros huesos y dientes. Sin fosfato, la vida no habría sido posible. Sin embargo, los científicos llevan más de 50 años preguntándose ¿de dónde salió el fosfato que dio comienzo a la Evolución? Ahora, un grupo de investigadores dirigidos en Estados Unidos por el científico español Cesar Menor Salvan ha respondido a ésa pregunta. Los científicos encontraron inspiración en los extraordinarios cristales de struvita (fosfato de magnesio y amonio) recogidos en una fosa de purines en Maçanet de la Selva (Gerona). La struvita se forma por descomposición de la urea, componente de la orina de animales, en presencia de fosfato y magnesio.

Fig. 1

Cristal de 0.5 cm de struvita recogida en una fosa de purines de Maçanet de la Selva (Gerona). Los cristales alcanzaron los 2 cm (más información: Menor-Salvan, C. y Calvo, M. (2015). Formación de cristales de struvita en una fosa de purines. Revista de Minerales, 6 (1), 66-67).

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Este mineral está asociado a la descomposición de materiales de origen biológico y se encuentra en el guano en cavernas de murciélagos, en sedimentos lacustres muy ricos en materia orgánica en descomposición, cadáveres y en latas de conservas de pescado. También constituye un serio problema de salud, pues se forma en los riñones y puede dar lugar a cálculos renales. El estudio de los cristales de struvita suscitaba varias cuestiones: ¿por qué precipita struvita prácticamente pura y no se forman apenas fosfatos de calcio, más insolubles en agua? ¿Es un mineral únicamente asociado a material biológico que, como pensaban antes los científicos, no pudo formarse en la Tierra primitiva antes de que hubiera vida?

El equipo de investigación partió de una hipótesis basada en unir las condiciones ideales para formar struvita en un depósito de purines con una idea que Charles Darwin expresó en una famosa carta de 1871 al botánico Joseph Hooker: quizá la vida pudo formarse en pequeños estanques de agua muy rica en urea y materia orgánica y con una fuente de fosfato. Esos primitivos estanques no debieron ser muy diferentes de las actuales fosas de purines, con la diferencia de que la urea y materia orgánica pudo proceder de cometas, meteoritos o de la síntesis en la propia atmósfera terrestre. De hecho, se cree que la urea debió ser abundante hace más de 3800 millones de años, cuando se originó la vida.

Así, en un primer experimento demostraron que la struvita se forma sin necesidad de orina o restos de animales en pequeños estanques ricos en urea y en un mineral muy común: la epsomita (sulfato de magnesio).

Fig. 2

Cristales de struvita sintética formada tal como pudo hacerlo en la Tierra primitiva.

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Fig. 3

Cristales de struvita sintética formada tal como pudo hacerlo en la Tierra primitiva. Los cristales aparecen recubiertos de otros más pequeños del mineral newberyita, un fosfato de magnesio formado por alteración de la struvita.

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Dos hallazgos fueron fundamentales para conectar la struvita con el origen de la vida. El primero de ellos sorprendió a los investigadores: los apatitos (fosfatos de calcio), minerales muy insolubles, se alteran en presencia de urea y epsomita, convirtiéndose en una mezcla de struvita y yeso.

Fig. 4

Masas de cristales de yeso formados por alteración de hidroxiapatito en un 'lago' simulado rico en urea y epsomita. En el centro de la imagen se aprecia un cristal de newberyita.

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Fig. 5

Masas de cristales de yeso formados por alteración de hidroxiapatito en un 'lago' simulado rico en urea y epsomita.

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El segundo hallazgo de los investigadores fue que la struvita (o el mineral relacionado newberyita) o una mezcla de apatito y epsomita, en un lago en desecación rico en urea, promueve la síntesis del AMP (monofosfato de adenosina), el UMP (monofosfato de uridina) y moléculas formadas por la unión de varias unidades de ellos, todos componentes del ARN, en lo que pudo ser un primer paso hacia la vida impulsado por minerales y en una curiosa ironía natural: el mismo mineral que representa el final de la vida, formado en la descomposición de materia orgánica, pudo estar presente en su origen.

Por su importancia, este trabajo ha sido portada de la prestigiosa revista Angewandte Chemie:

Fig. 6

Portada diseñada por Santiago Isaac Rodriguez Valcarcel y Cesar Menor Salvan para Angewandte Chemie Int. Edition.

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La portada muestra el papel central de la epsomita (el mineral que ocupa el centro de la imagen) en las transformaciones minerales que pudieron promover cómo el fosfato del apatito se incorporó a la evolución, con Darwin añadiendo urea a su idea del 'pequeño estanque caliente' ('warm little pond'). Un paso más para conocer el Origen de la Vida, en el que los minerales jugaron un papel fundamental.

Artículo original:

Bradley Burcar et al. Darwin's Warm Little Pond: A One-Pot Reaction for Prebiotic Phosphorylation and the Mobilization of Phosphate from Minerals in a Urea-based Solvent, Angewandte Chemie International Edition(2016).
DOI: 10.1002/anie.201606239.

Press release:
https://eu.wiley.com/WileyCDA/PressRelease/pressReleaseId-127684.html

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Las Cruces: Una mina para entender la vida

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Las minas son una oportunidad única. No sólo son lugares de los que se extraen recursos o ejemplares minerales para colección. Son puertas que, una vez abiertas por los mineros, nos permiten conocer un poco mejor nuestro planeta desde diversos puntos de vista: no sólo las estructuras geológicas, rocas o minerales, sino también la propia Vida se revela en las minas de una manera peculiar. En la Tierra, la Vida y las rocas y minerales que la dieron origen y la sustentan, tienen una relación mucho más íntima de lo que se pensaba hasta hace no mucho tiempo. Todos los organismos interaccionan con su entorno y lo transforman. Quizá, tras el ser humano, el mayor poder transformador del entorno lo poseen los Procariotas, pequeños organismos unicelulares que incluyen bacterias y arqueas. Gracias a los Procariotas que viven en nosotros seguimos vivos, respiramos la atmósfera que los Procariotas fotosintéticos generaron hace entre 2000 y 3000 millones de años y, como no podía ser de otra manera, ellos transforman rocas y minerales y han dado lugar a muchos depósitos minerales de los que los Humanos nos hemos beneficiado.

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Algunos de los yacimientos de la Faja Pirítica Ibérica constituyen un magnífico ejemplo y, entre ellos, la mina de Las Cruces, es el más enigmático e interesante. Tras varios años de estudio cuidadoso de la mina, el equipo de investigación al que pertenezco, compuesto por científicos del Centro de Astrobiología e Instituto Andaluz de Ciencias de la Tierra, de la Universidad del País Vasco y del Servicio Geológico de los Estados Unidos, en colaboración con la empresa Cobre Las Cruces SA, hemos encontrado evidencias de un gigantesco ecosistema oculto en el subsuelo de la Faja Pirítica Ibérica. Este ecosistema profundo se encuentra en la parte superior del depósito de cobre de Las Cruces a unos 150 metros de profundidad, aislado del oxígeno de la atmósfera. En este ambiente, organismos capaces de vivir en condiciones, bajo nuestro punto de vista, extremas (los llamamos procariotas extremófilos), como carencia de oxígeno y temperaturas elevadas, se alimentan de la materia orgánica simple acumulada bajo un potente nivel de margas que rellenan la cuenca del Guadalquivir. Sin oxígeno, estos organismos respiran gracias al sulfato presente en su entorno, lo que conlleva una serie de importantes cambios químicos en las rocas en las que viven. El metabolismo de estos organismos transformó un gossan de óxidos de hierro y su habitual acompañamiento de minerales de plata y plomo, dando lugar a la formación de varios millones de toneladas de unas rocas ricas en carbonatos, y minerales de hierro, plomo, plata y oro. Estas rocas, llamadas impropiamente “gossan”, aunque son totalmente diferentes de los gossan presentes en otros yacimientos de la Faja, eran casi desconocidas y presentan una interesante asociación mineral, que incluye galena, siderita y sulfosales de plata. En ellas hemos encontrado el primer caso descrito de organismos fosilizados en galena.

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Los resultados de nuestro trabajo, publicados en la prestigiosa revista Nature Communications, indican que Las Cruces es probablemente uno de los mejores ejemplos a escala mundial de cómo la vida modifica y modela una mineralización subterránea. El sistema de Las Cruces es único en el mundo, mostrando un proceso que ha tenido lugar en los tiempos más recientes, millones de años después de formarse el mineral original, e incluso es probable que continúe ocurriendo ahora. El estudio muestra el importante papel de las bacterias en la química de los ambientes subterráneos, donde pueden formar grandes ecosistemas desligados de la luz y el oxígeno y que sobreviven con los recursos presentes en las rocas, siendo capaces de modificar millones de toneladas de rocas.

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Formation of recent Pb-Ag-Au mineralization by potential sub-surface microbial activity

Fernando Tornos, Francisco Velasco, César Menor-Salván, Antonio Delgado, John F. Slack and Juan Manuel Escobar
Nature Communications 5,
Article number: 4600 doi:10.1038/ncomms5600
Received 02 September 2013 Accepted 07 July 2014 Published 06 August 2014.

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