Información

¿Qué tan cerca del núcleo de la Tierra pueden vivir los organismos?


No sabemos mucho sobre los organismos que viven en las profundidades de la corteza terrestre. Recientemente, un equipo dirigido por S. Giovanni descubrió algunos microbios a 300 m por debajo del fondo del océano. Se descubrió que los microbios eran una especie completamente nueva y exótica y aparentemente se alimentan de hidrocarburos como el metano y el benceno. Los científicos especulan que puede existir vida en nuestro Sistema Solar muy por debajo de la superficie de algunos planetas o lunas. Esto plantea algunas preguntas:

  1. ¿Cuál es la distancia mínima teórica desde el núcleo de la Tierra donde todavía puede existir vida? Explique cómo se le ocurrió este número. Por ejemplo, existen límites impuestos por la temperatura en muchos procesos bioquímicos.

  2. ¿Existe el potencial para descubrir algunas formas de vida verdaderamente extraterrestres en el manto de la Tierra (con esto me refiero a vida que no está basada en carbono, o vida que obtiene su energía de formas que no hemos visto antes, o vida no basada en ADN, o algo por el estilo)?

  3. ¿Cuál es la mayor distancia por debajo de la corteza terrestre a la que se ha descubierto vida? Creo que son los 300 m que cité anteriormente, pero no estoy 100% seguro.


Hay mucho que no sabemos sobre la vida en cuevas profundas, pero podemos unir al organismo vivo más profundo a al menos 3,5 kilómetros hacia abajo, y probablemente a no más de 30 kilómetros hacia abajo.

Los gusanos recuperados de pozos mineros profundos no están particularmente adaptados específicamente para vivir tan abajo: tienen requisitos de oxígeno / temperatura similares a los de los nematodos de superficie.

La mina Tau Tona tiene unos 3,5 kilómetros de profundidad y unos 60 ° C en el fondo. La vida útil de los respiraderos hidrotermales está bien hasta alrededor de 80 ° C, y la corteza se calienta a "aproximadamente" 25 ° C por kilómetro. Es completamente razonable esperar vida a unos 5 kilómetros de profundidad, pero más allá de eso hay especulaciones.

El aumento de la presión ayuda a estabilizar las moléculas biológicas que de otro modo se desintegrarían a esas temperaturas, por lo que no es imposible que haya vida aún más profunda. Incluso puede ser probable, dado que la vida Tau Tona respira oxígeno.

Estoy seguro de que ninguna vida que podamos reconocer como vida existe en el manto superior.


Se han encontrado al menos 283 especies de bacterias (a junio de 2017) en minas profundas, mares profundos o sedimentos de aguas profundas; por ejemplo:

Abyssivirga alkaniphila, 2,3 km; Alcanivorax dieselolei, 5,0 kilometros; Alcanivorax marinus, 2,5 km; Alcanivorax nanhaiticus, 2,1 km; Alkalimonas collagenimarina, 4,0 km; Alkaliphilus transvaalensis, 3,2 km; Altererythrobacter atlanticus, 2,6 km; Altererythrobacter marinus, 1,5 km; Amycolatopsis albispora, 2,9 km; Anoxybacter fermentans, 2,9 km; Arthrobacter ardleyensis, 5,0 kilometros; Aurantivirga profunda, 1,0 km; Arthrobacter subterraneus, 0,5 km.


Para obtener enlaces a los artículos que describen estas especies bacterianas, consulte:

https://www.researchgate.net/publication/310900732_Bacteria_I_Names http://bacteria.martinklvana.com/


La vida prospera dentro de la corteza terrestre y rsquos

Catherine Offord
1 de octubre de 2018

A unos 20 minutos en automóvil al norte de la ciudad industrial de Timmins, Ontario, el suelo da paso a un enorme pozo que se extiende a más de 100 metros de ancho. Este pozo es la característica más reconocible de la mina Kidd Creek, la mina de cobre y zinc más profunda del mundo. Debajo de la superficie de la Tierra, un laberinto de túneles y pozos subterráneos perfora 3 kilómetros de antigua roca volcánica. Si no fuera por un enorme sistema de ventilación que mantiene los pasajes frescos, la temperatura del aire a esta profundidad sería de 34 ° C (93 ° F).

Es aquí donde Barbara Sherwood Lollar, hidrogeóloga de la Universidad de Toronto, viaja a la corteza del planeta en busca de signos de vida. "Te subes a un camión o vehículo pequeño y bajas por una carretera larga y sinuosa que se adentra en la Tierra", dice. El Científico. Para cuando ella y sus compañeros de viaje salieron a los pasillos al final de la calzada, “literalmente caminamos a lo largo de lo que fue el fondo del océano hace 2.700 millones de años”, dice. "Es un lugar fascinante y mágico para visitar".

A diferencia de los mineros, que navegan por estos túneles en busca de minerales metálicos, Sherwood Lollar y sus colegas buscan charcos de agua salada. "Estas no son aguas que bombearías a tu cabaña y beberías o esparcirías en tus cultivos", dice Sherwood Lollar. "Estas son aguas que han estado en contacto con la roca durante largas escalas de tiempo geoquímicas; están llenas de cationes y aniones disueltos que han extraído de los minerales". Tan llenos, de hecho, que desprenden un olor a humedad distintivo. "Mientras caminamos por estos túneles, si percibo ese olor apestoso, entonces nos dirigimos en esa dirección".

Donde hay agua, existe el potencial de vida. En 2006, Sherwood Lollar formó parte de un equipo dirigido por Tullis Onstott en la Universidad de Princeton que descubrió una bacteria anaeróbica reductora de sulfato que prospera en las aguas de fractura ricas en sulfato de la mina de oro Mponeng en Sudáfrica, a 2,8 kilómetros bajo tierra. 1 Unos años más tarde, un grupo diferente describió una comunidad microbiana diversa que vive a una profundidad similar en la corteza terrestre, a la que se accede a través de un pozo perforado en el suelo en Finlandia. 2 Con el reciente descubrimiento de agua rica en hidrógeno y sulfato de 2.000 millones de años que se filtra de la roca en la mina Kidd, Sherwood Lollar y sus colegas esperan poder encontrar vida nuevamente. 3

Antes del surgimiento de las plantas terrestres, la biomasa profunda podría haber superado la vida en la superficie en un orden de magnitud.

Estas expediciones son solo una parte de un campo de investigación en rápida expansión centrado en documentar la vida microbiana e incluso eucariota que habita a cientos de metros de profundidad en la corteza terrestre, la vasta capa de roca que encierra el manto del planeta. Los investigadores ahora están explorando este inframundo viviente, o biosfera profunda, no solo en la antigua corteza continental que cambia lentamente bajo nuestros pies, sino en la corteza oceánica más delgada y dinámica debajo del lecho marino. (Véase la ilustración en la página 32.) Dichos hábitats se han vuelto más accesibles gracias a la expansión de los proyectos de perforación científica en las últimas dos décadas, mediante los cuales los investigadores extraen núcleos de roca para estudiar en la superficie, así como a un número creciente de expediciones al Tierra a través de minas o grietas en el fondo del océano.

Los estudios de estos entornos oscuros, y a menudo anóxicos y cálidos, desafían a los científicos a repensar los límites de la vida, al mismo tiempo que destacan lo poco que sabemos sobre el mundo bajo nuestros pies. "Es un campo realmente bueno si no le importa no saber todas las respuestas", dice Jason Sylvan, geomicrobiólogo de la Universidad Texas A & ampM. “Para algunas personas, eso los asusta. Para mí, un campo es más emocionante cuando puedes hacer preguntas realmente importantes ".


Importancia en la investigación

Las enzimas secretadas por los extremófilos, denominadas "extremózimas", que les permiten funcionar en entornos tan hostiles, son de gran interés para los investigadores médicos y biotecnológicos. Quizás sean la clave para crear medicamentos de base genética o crear tecnologías que puedan funcionar en condiciones extremas.

Por supuesto, diferentes condiciones ambientales requieren diferentes adaptaciones por parte de los organismos que viven en esas condiciones. Los extremófilos se clasifican según las condiciones en las que crecen. Sin embargo, por lo general, los entornos son una mezcla de diferentes condiciones fisicoquímicas, que requieren que los extremófilos se adapten a múltiples parámetros fisicoquímicos. Los extremófilos que se encuentran en tales condiciones se denominan "poliextremófilos".

Acidófilo

Los acidófilos se adaptan a condiciones con valores de pH ácido que van de 1 a 5. Este grupo incluye algunos eucariotas, bacterias y arqueas que se encuentran en lugares como piscinas sulfúricas, áreas contaminadas por drenaje ácido de minas e incluso en nuestros propios estómagos.

Los acidófilos regulan sus niveles de pH a través de una variedad de mecanismos especializados, algunos de los cuales son pasivos (no ejercen energía) y otros son activos (ejercen energía). Los mecanismos pasivos suelen implicar el refuerzo de la membrana celular frente al entorno externo y pueden implicar la secreción de una biopelícula para dificultar la difusión de moléculas en la célula, o cambiar su membrana celular por completo para incorporar sustancias protectoras y ácidos grasos. Algunos acidófilos pueden secretar moléculas amortiguadoras para ayudar a elevar sus niveles de pH interno. Los mecanismos activos de regulación del pH implican una bomba de iones de hidrógeno que expulsa los iones de hidrógeno de la célula a un ritmo constantemente elevado.

Alakaliphiles

Los alcalófilos se adaptan a condiciones con valores de pH básicos de 9 o más. Mantienen la homeostasis mediante mecanismos tanto pasivos como activos. Los mecanismos pasivos incluyen la acumulación de poliaminas citoplasmáticas dentro de la célula. Las poliaminas son ricas en grupos amino cargados positivamente que amortiguan el citoplasma en ambientes alcalinos. Otro mecanismo pasivo es la baja permeabilidad de la membrana, lo que dificulta el movimiento de los protones dentro y fuera de la célula. El método activo de regulación implica un canal de iones de sodio que transporta protones al interior de la célula.

Termófilo

Los termófilos prosperan en temperaturas extremadamente altas entre 113 y 251 grados Fahrenheit. Se pueden encontrar en lugares como respiraderos hidrotermales, sedimentos volcánicos y fuentes termales. Su supervivencia en tales lugares puede acreditarse a sus extremozimas. Los aminoácidos de este tipo de enzimas no pierden su forma ni se pliegan mal con el calor extremo, lo que permite un funcionamiento adecuado continuo.

Psicrófilo

Los psicrófilos (también conocidos como criófilos) prosperan en temperaturas extremadamente bajas de 5 grados Fahrenheit o menos. Este grupo pertenece a los tres dominios de la vida (bacterias, arqueas y eukarya), y se pueden encontrar en lugares como suelos fríos, permafrost, hielo polar, agua fría del océano y paquetes de nieve alpina.

Una forma en que sobreviven en el frío extremo se puede atribuir a sus extremozimas, que continúan funcionando a bajas temperaturas y un poco más lentamente a temperaturas aún más bajas. Los psicrófilos también pueden producir proteínas que son funcionales en temperaturas frías y contienen grandes cantidades de ácidos grasos insaturados en sus membranas plasmáticas que ayudan a proteger a las células del frío. Sin embargo, lo más notable es que algunos psicrófilos pueden reemplazar el agua de sus cuerpos con el azúcar trehalosa, evitando la formación de cristales de hielo dañinos.

Xerófilo

Los xerófilos crecen en condiciones extremadamente secas que pueden ser muy calientes o muy frías. Se han encontrado en lugares como el desierto de Atacama, la Gran Cuenca y la Antártida. Al igual que sus amigos psicrófilos, algunos xerófilos tienen la capacidad de reemplazar el agua con trehalosa, que también puede proteger las membranas y otras estructuras de períodos con baja disponibilidad de agua.

Barófilo (piezófilo)

Los barófilos son organismos que crecen mejor a altas presiones de 400 atm o más. Pueden sobrevivir regulando la fluidez de los fosfolípidos en la membrana. Esta fluidez compensa el gradiente de presión entre el interior y el exterior de la celda y el entorno externo. Los barófilos extremos crecen de manera óptima a 700 atm o más, y no crecerán a presiones más bajas.

Halófilo

Los halófilos son organismos que requieren altas concentraciones de sal para su crecimiento. A salinidades superiores a 1,5 M, predominan las bacterias procariotas. Aún así, este grupo pertenece a los tres dominios de la vida, pero en menor número.

La superación de los desafíos de los entornos hipersalinos comienza con la minimización de la pérdida de agua celular. Los halófilos hacen esto acumulando solutos en el citoplasma a través de diversos mecanismos. Las arqueas halófilas utilizan una bomba de iones de sodio y potasio para expulsar el sodio y la ingesta de potasio. Las bacterias halotolerantes equilibran la presión osmótica utilizando glicerol como solutos compatibles.


Cómo sabemos lo que hay en el núcleo de la Tierra

Los humanos han estado por toda la Tierra. Conquistamos las tierras, volamos por el aire y nos sumergimos en las trincheras más profundas del océano. Incluso hemos estado en la Luna. Pero nunca hemos estado en el núcleo del planeta.

Ni siquiera nos hemos acercado. El punto central de la Tierra está a más de 6.000 km hacia abajo, e incluso la parte más externa del núcleo está a casi 3.000 km por debajo de nuestros pies. El agujero más profundo que hemos creado en la superficie es el Kola Superdeep Borehole en Rusia, y solo desciende unos lamentables 12,3 km.

Todos los eventos familiares en la Tierra también ocurren cerca de la superficie. La lava que arroja los volcanes se derrite primero a unos cientos de kilómetros hacia abajo. Incluso los diamantes, que necesitan calor y presión extremos para formarse, se originan en rocas a menos de 500 km de profundidad.

Lo que hay debajo de todo eso está envuelto en misterio. Parece insondable. Y, sin embargo, sabemos una cantidad sorprendente sobre el núcleo. Incluso tenemos una idea de cómo se formó hace miles de millones de años y todo sin una sola muestra física. Así es como se reveló el núcleo.

Una buena forma de comenzar es pensar en la masa de la Tierra, dice Simon Redfern de la Universidad de Cambridge en el Reino Unido.

La mayor parte de la masa de la Tierra debe estar ubicada hacia el centro del planeta.

Podemos estimar la masa de la Tierra observando el efecto de la gravedad del planeta sobre los objetos en la superficie. Resulta que la masa de la Tierra es de 5,9 billones de toneladas: 59 seguido de 20 ceros.

No hay señales de nada tan masivo en la superficie.

"La densidad del material en la superficie de la Tierra es mucho más baja que la densidad promedio de toda la Tierra, por lo que nos dice que hay algo mucho más denso", dice Redfern. "Eso es lo primero".

Esencialmente, la mayor parte de la masa de la Tierra debe ubicarse hacia el centro del planeta. El siguiente paso es preguntar qué materiales pesados ​​forman el núcleo.

La respuesta aquí es que es casi seguro que esté hecho principalmente de hierro. Se cree que el núcleo tiene alrededor del 80% de hierro, aunque la cifra exacta está sujeta a debate.

Un núcleo de hierro explicaría toda esa masa faltante

La principal evidencia de esto es la enorme cantidad de hierro que hay en el universo que nos rodea. Es uno de los diez elementos más comunes en nuestra galaxia y se encuentra con frecuencia en meteoritos.

Dada la cantidad que hay de él, el hierro es mucho menos común en la superficie de la Tierra de lo que cabría esperar. Entonces, la teoría es que cuando la Tierra se formó hace 4.500 millones de años, una gran cantidad de hierro llegó hasta el núcleo.

Ahí es donde está la mayor parte de la masa, y es donde también debe estar la mayor parte del hierro. El hierro es un elemento relativamente denso en condiciones normales, y bajo la presión extrema en el núcleo de la Tierra sería aplastado a una densidad aún mayor, por lo que un núcleo de hierro representaría toda esa masa faltante.

Pero espere un minuto. ¿Cómo llegó ese hierro allí en primer lugar?

El hierro debe haber gravitado de alguna manera y ndash literalmente y ndash hacia el centro de la Tierra. Pero no es inmediatamente obvio cómo.

La mayor parte del resto de la Tierra está formada por rocas llamadas silicatos, y el hierro fundido lucha por atravesarlas. Al igual que el agua en una superficie grasosa forma gotas, el hierro se adhiere a sí mismo en pequeños depósitos, negándose a extenderse y fluir.

La presión en realidad cambia las propiedades de cómo el hierro interactúa con el silicato.

Wendy Mao de la Universidad de Stanford en California y sus colegas descubrieron una posible solución en 2013. Se preguntaban qué sucedía cuando el hierro y el silicato estaban expuestos a una presión extrema, como sucede en las profundidades de la tierra.

Al pellizcar ambas sustancias con mucha fuerza con diamantes, pudieron forzar el hierro fundido a través del silicato.

"La presión en realidad cambia las propiedades de cómo el hierro interactúa con el silicato", dice Mao. "A presiones más altas se forma una 'red de fusión'".

Esto sugiere que el hierro fue exprimido gradualmente a través de las rocas de la Tierra durante millones de años, hasta que alcanzó el núcleo.

En este punto, es posible que se pregunte cómo sabemos el tamaño del núcleo. ¿Qué hace que los científicos piensen que comienza a 3000 km de profundidad? Hay una respuesta de una palabra: sismología.

Todas las estaciones sísmicas esparcidas por toda la Tierra registraron la llegada de los temblores

Cuando ocurre un terremoto, envía ondas de choque a todo el planeta. Los sismólogos registran estas vibraciones. Es como si golpeáramos un lado del planeta con un martillo gigantesco y escucháramos el ruido del otro lado.

"Hubo un terremoto en Chile en la década de 1960 que generó una gran cantidad de datos", dice Redfern. "Todas las estaciones sísmicas esparcidas por toda la Tierra registraron la llegada de los temblores de ese terremoto".

Dependiendo de la ruta que tomen esas vibraciones, atraviesan diferentes partes de la Tierra, y esto afecta cómo "suenan" en el otro extremo.

Al principio de la historia de la sismología, se advirtió que faltaban algunas vibraciones. Se esperaba que estas "ondas S" aparecieran en un lado de la Tierra después de originarse en el otro, pero no había señales de ellas.

Resultó que las rocas se volvieron líquidas a unos 3000 km de profundidad.

La razón de esto fue simple. Las ondas S solo pueden reverberar a través de material sólido y no pueden atravesar líquido.

Deben haberse topado con algo fundido en el centro de la Tierra. Al mapear las trayectorias de las ondas S, resultó que las rocas se volvieron líquidas a unos 3000 km hacia abajo.

Eso sugirió que todo el núcleo estaba fundido. Pero la sismología tenía otra sorpresa reservada.

En la década de 1930, una sismóloga danesa llamada Inge Lehmann notó que otro tipo de ondas, llamadas ondas P, viajaban inesperadamente a través del núcleo y podían detectarse en el otro lado del planeta.

Las ondas P realmente viajaban a través del núcleo

A ella se le ocurrió una explicación sorprendente: el núcleo se divide en dos capas. El núcleo "interno", que comienza a unos 5.000 km hacia abajo, era realmente sólido. Fue sólo el núcleo "exterior" sobre él el que se fundió.

La idea de Lehmann se confirmó finalmente en 1970, cuando sismógrafos más sensibles descubrieron que las ondas P realmente viajaban a través del núcleo y, en algunos casos, se desvían de él en ángulos. Efectivamente, todavía terminaron en el otro lado del planeta.

No son solo los terremotos los que enviaron ondas de choque útiles a través de la Tierra. De hecho, la sismología debe mucho de su éxito al desarrollo de armas nucleares.

Una detonación nuclear también crea ondas en el suelo, por lo que las naciones usan la sismología para escuchar las pruebas de armas. Durante la Guerra Fría, esto se consideró de gran importancia, por lo que sismólogos como Lehmann recibieron mucho estímulo.

Esto resulta bastante complicado de determinar

Los países rivales se enteraron de las capacidades nucleares de los demás y, en el camino, aprendimos más y más sobre el núcleo de la Tierra. La sismología todavía se utiliza para detectar detonaciones nucleares en la actualidad.

Ahora podemos dibujar una imagen aproximada de la estructura de la Tierra. Hay un núcleo externo fundido, que comienza aproximadamente a la mitad del centro del planeta, y dentro de él se encuentra el núcleo interno sólido con un diámetro de 1.220 km.

Pero hay mucho más que probar y descifrar, especialmente sobre el núcleo interno. Para empezar, ¿qué tan caliente está?

Esto resulta ser bastante complicado de determinar y desconcertó a los científicos hasta hace muy poco, dice Lidunka Vočadlo del University College London en el Reino Unido. No podemos poner un termómetro allí, así que la única solución es crear la presión de trituración correcta en el laboratorio.

El núcleo de la Tierra se ha mantenido caliente gracias al calor retenido por la formación del planeta.

En 2013, un equipo de investigadores franceses produjo la mejor estimación hasta la fecha. Sometieron el hierro puro a presiones un poco más de la mitad que en el núcleo y extrapolaron a partir de ahí. Llegaron a la conclusión de que el punto de fusión del hierro puro a temperaturas centrales es de alrededor de 6.230 ° C. La presencia de otros materiales reduciría un poco el punto de fusión del núcleo, a alrededor de 6000 ° C. Pero sigue tan caliente como la superficie del Sol.

Un poco como una patata tostada, el núcleo de la Tierra se ha mantenido caliente gracias al calor retenido por la formación del planeta. También recibe calor de la fricción a medida que los materiales más densos se desplazan, así como de la desintegración de los elementos radiactivos. Aún así, se está enfriando alrededor de 100 ° C cada mil millones de años.

Conocer la temperatura es útil, porque afecta la velocidad a la que viajan las vibraciones a través del núcleo. Eso es útil, porque hay algo extraño en las vibraciones.

Las ondas P viajan inesperadamente lentamente a medida que atraviesan el núcleo interno y son más lentas de lo que lo harían si estuviera hecho de hierro puro.

Es un problema de Cenicienta: ningún zapato le quedará bien

"Las velocidades de onda que miden los sismólogos en terremotos y otras cosas son significativamente más bajas [que] cualquier cosa que medimos en un experimento o calculamos en una computadora", dice Vočadlo. "Nadie sabe todavía por qué".

Eso sugiere que hay otro material en la mezcla.

Bien podría ser otro metal, llamado níquel. Pero los científicos han estimado cómo viajarían las ondas sísmicas a través de una aleación de hierro y níquel, y tampoco se ajusta a las lecturas.

Vočadlo y sus colegas ahora están considerando si podría haber otros elementos allí también, como azufre y silicio. Hasta ahora, nadie ha podido llegar a una teoría para la composición del núcleo interno que satisfaga a todos. Es un problema de Cenicienta: ningún zapato le quedará bien.

Eso podría explicar por qué las ondas sísmicas pasan más lentamente de lo esperado.

Vočadlo está tratando de simular los materiales del núcleo interno en una computadora. Ella espera encontrar una combinación de materiales, temperaturas y presiones que desaceleren las ondas sísmicas en la cantidad correcta.

Ella dice que el secreto podría estar en el hecho de que el núcleo interno está casi en su punto de fusión. Como resultado, las propiedades precisas de los materiales podrían ser diferentes de las que serían si fueran sólidos de forma segura.

Eso podría explicar por qué las ondas sísmicas pasan más lentamente de lo esperado.

"Si ese es el efecto real, podríamos reconciliar los resultados de la física mineral con los resultados sismológicos", dice Vocadlo. "La gente aún no ha podido hacer eso".

Aún quedan por resolver muchos acertijos sobre el núcleo de la tierra. Pero sin haber excavado nunca hasta esas profundidades imposibles, los científicos han descubierto mucho sobre lo que está sucediendo a miles de kilómetros debajo de nosotros.

El campo magnético ayuda a protegernos de la radiación solar dañina.

Esos procesos ocultos en las profundidades de la Tierra son cruciales para nuestra vida diaria, de una manera que muchos de nosotros no nos damos cuenta.

La Tierra tiene un poderoso campo magnético, y eso es todo gracias al núcleo parcialmente fundido. El constante movimiento del hierro fundido crea una corriente eléctrica dentro del planeta, y eso a su vez genera un campo magnético que llega muy lejos en el espacio.

El campo magnético ayuda a protegernos de la radiación solar dañina. Si el núcleo de la Tierra no fuera como es, no habría campo magnético y tendríamos todo tipo de problemas con los que lidiar.

Ninguno de nosotros pondrá los ojos en el núcleo, pero es bueno saber que está allí.


Niños curiosos: ¿qué pasaría si el núcleo de la Tierra se enfriara?

Paula Koelemeijer recibe financiación de la Royal Society y University College Oxford.

Socios

University College London proporciona financiación como socio fundador de The Conversation UK.

The Conversation UK recibe financiación de estas organizaciones

Curious Kids es una serie para niños de todas las edades, donde The Conversation pide a los expertos que respondan las preguntas de los niños. Todas las preguntas son bienvenidas: descubra cómo participar al final de este artículo.

¿Qué pasaría si el núcleo de la Tierra ya no estuviera fundido? - Amelia, 13 años, Devon, Reino Unido

Gracias Amelia, ¡es una muy buena pregunta! El núcleo de la Tierra se está enfriando muy lentamente con el tiempo. Un día, cuando el núcleo se haya enfriado por completo y se haya solidificado, tendrá un gran impacto en todo el planeta. Los científicos piensan que cuando eso suceda, la Tierra podría parecerse un poco a Marte, con una atmósfera muy fina y no más volcanes ni terremotos. Entonces sería muy difícil para la vida sobrevivir, pero eso no será un problema durante varios miles de millones de años.

En este momento, el núcleo de la Tierra no está completamente fundido. El núcleo interno es una esfera de hierro sólido, mientras que el núcleo externo está hecho de hierro fundido de miles de kilómetros de espesor.

Los científicos saben esto porque las ondas de choque producidas por los terremotos se pueden registrar en el otro lado de la Tierra, y no esperaríamos verlas allí si el núcleo interno también estuviera fundido.

Todo el núcleo se fundió cuando se formó la Tierra por primera vez, hace unos 4.500 millones de años. Desde entonces, la Tierra se ha ido enfriando gradualmente, perdiendo su calor hacia el espacio. A medida que se enfrió, se formó el núcleo interno sólido y desde entonces ha ido creciendo en tamaño.

Pero este proceso es muy lento: el núcleo interno solo crece alrededor de un milímetro al año, porque la Tierra tiene un manto rocoso entre su núcleo caliente y su superficie fría, lo que evita que se enfríe demasiado rápido, al igual que su abrigo lo mantiene a usted. cálido en invierno.

El lento enfriamiento de nuestro planeta hace que el hierro fundido en el núcleo exterior fluya y se arremolina rápidamente a medida que el calor se transporta al manto, y esto le da a la Tierra su campo magnético. El campo magnético es como un imán que actúa a distancia y, aunque no podemos verlo con nuestros ojos, realiza muchas tareas importantes en nuestro planeta.

El campo magnético de la Tierra en acción. Shutterstock.

El campo magnético de la Tierra protege la vida en la superficie de la Tierra de las partículas dañinas provenientes del sol. También mantiene la atmósfera del planeta en su lugar y ayuda a los animales a orientarse.

El calor que se escapa del núcleo también hace que el material se mueva en diferentes capas de nuestro planeta, desde el manto rocoso hasta las placas rígidas en la superficie, donde tú y yo vivimos.

Este movimiento puede hacer que las placas de la superficie se froten, lo que crea terremotos y volcanes. Es por eso que vivir en lugares donde se encuentran dos placas, como Nepal o Japón, puede ser muy peligroso.

Un volcán activo en Guatemala. Shutterstock.

Cuando el núcleo exterior fundido se enfríe y se solidifique, durante mucho tiempo en el futuro, el campo magnético de la Tierra desaparecerá.

Cuando eso suceda, las brújulas dejarán de apuntar al norte, las aves no sabrán a dónde volar cuando migren y la atmósfera de la Tierra desaparecerá. Esto hará que la vida en la Tierra sea muy difícil para los seres humanos y otras formas de vida.

Cuando la Tierra se haya enfriado por completo, el movimiento en el manto también se detendrá eventualmente. Entonces, las placas en la superficie ya no se moverán y habrá menos terremotos y erupciones volcánicas.

Podría pensar que esto sería bueno para las personas, especialmente para las que viven en lugares como Tokio, pero las erupciones volcánicas también producen un suelo fértil para la agricultura y los gases que componen el aire que respiramos.

Después de todo esto, la Tierra podría parecerse un poco a Marte. En la superficie de Marte, los científicos han visto características relacionadas con volcanes y placas en movimiento. Pero ya no se mueven, y no hay campo magnético y solo queda una fina atmósfera.

No sabemos si el núcleo de Marte todavía está fundido o no, ¡pero un robot llamado InSight aterrizó recientemente en Marte que nos ayudará a averiguarlo!

Pero por ahora, no tienes que preocuparte de que el núcleo de la Tierra pierda todo su calor y se vuelva sólido, porque el manto está envuelto alrededor del núcleo, manteniéndolo agradable y cálido.

¡Hola, niños curiosos! ¿Tiene alguna pregunta que le gustaría que respondiera un experto? Pídale a un adulto que nos envíe su pregunta. Usted puede:

* Envíe su pregunta por correo electrónico a [email protected]
* Cuéntanos en Twitter etiquetando @ConversationUK con el hashtag #curiouskids, o
* Envíanos un mensaje en Facebook.

CC BY-ND

Díganos su nombre, edad y en qué pueblo o ciudad vive. Si lo desea, también puede enviar una grabación de audio de su pregunta. ¡Envía tantas preguntas como quieras! No podremos responder todas las preguntas, pero haremos nuestro mejor esfuerzo.


Bentos

Nuestros editores revisarán lo que ha enviado y determinarán si deben revisar el artículo.

Bentos, el conjunto de organismos que habitan el lecho marino. La epifauna bentónica vive sobre el lecho marino o sobre los objetos del fondo, la llamada infauna vive dentro de los sedimentos del lecho marino. Con mucho, los bentos mejor estudiados son los macrobentos, aquellas formas de más de 1 mm (0,04 pulgadas), que están dominadas por gusanos poliquetos, pelecípodos, antozoos, equinodermos, esponjas, ascidias y crustáceos. Los meiobentos, los organismos de entre 0,1 y 1 mm de tamaño, incluyen poliquetos, pelecípodos, copépodos, ostrácodos, cumaceos, nematodos, turbelarios y foraminíferos. Los microbentos, de menos de 0,1 mm, incluyen bacterias, diatomeas, ciliados, amebas y flagelados.

La variedad y abundancia del bentos varía con la latitud, profundidad, temperatura del agua y salinidad, condiciones determinadas localmente como la naturaleza del sustrato y circunstancias ecológicas como la depredación y la competencia. Las principales fuentes de alimento del bentos son el plancton y los desechos orgánicos de la tierra. En aguas poco profundas, las algas más grandes son importantes y, donde la luz llega al fondo, las diatomeas fotosintetizadoras bentónicas también son una fuente importante de alimento. Los sustratos duros y arenosos están poblados por comederos en suspensión como esponjas y pelecípodos. Los fondos más blandos están dominados por devoradores de depósitos, de los cuales los poliquetos son los más importantes. Los peces, las estrellas de mar, los caracoles, los cefalópodos y los crustáceos más grandes son depredadores y carroñeros importantes.


El ser vivo más antiguo de la Tierra.

Las efímeras viven un día, los humanos viven un siglo, si tenemos suerte, pero ¿cuál es el organismo vivo más antiguo del planeta? Para los científicos, demostrar con precisión la edad de cualquier especie longeva es una tarea difícil.

Bajo las ramas de un castaño de 300 años en el Real Jardín Botánico de Kew, Tony Kirkham, jefe del arboreto, confirma que los árboles son capaces de sobrevivir a los animales.

Demostrar esto puede implicar un trabajo de detective tradicional, como él explica: "En primer lugar, podemos mirar los registros anteriores para averiguar si un árbol estaba creciendo allí en una fecha determinada". Luego miramos pinturas y obras de arte, para ver si ese árbol estaba presente. Y los mapas antiguos de Ordnance Survey muestran con bastante claridad árboles antiguos, especialmente los importantes.

Una forma conocida de medir la edad de un árbol es contando los anillos de su tronco: un anillo por año de crecimiento. Es un proceso conocido como dendrocronología y solo funciona para ciertos tipos de árboles que tienen un crecimiento anual acelerado.

El problema obvio es que contar anillos normalmente implica cortar el árbol.

Los arboricultores evitan esto utilizando un barrenador de incremento, un taladro que les permite sacar un núcleo y contar los anillos sin dañar fatalmente el árbol.

Es un arte delicado y, dice Tony, en la década de 1960, un taladro científico se rompió dentro del pino de bristlecone que estaba probando.

El equipo es caro y, para ayudarlo a recuperar el instrumento perdido, un forestal cortó el árbol. Una vez talado, el árbol podía envejecer fácilmente y se descubrió que tenía 5000 años.

"Fue terrible, pero mucha ciencia surgió de esa oportunidad, y desde entonces, hemos encontrado árboles que son tan viejos, si no más viejos", admite Tony.

Un equipo de investigadores en los EE. UU. Mantiene una lista, llamada Old List, de árboles antiguos con fecha oficial.

Han encontrado una higuera sagrada en Sri Lanka que tiene al menos 2222 años.

Hay un ciprés patagónico en Chile que, con 3.627 años, es tan viejo como Stonehenge.

A Great Basin bristlecone pine in California's White Mountains named Methuselah comes in at 4,850 years old. But the oldest tree on the list, an unnamed bristlecone pine from the same location, has a core suggesting it is 5,067 years old.

This time-worn tree has lived through the rise and fall of the Roman Empire. It was already established when the Ancient Egyptians started building pyramids.

We investigated the bristlecone pine tree after William Adams from London asked us: "What's the oldest tree or other living organism on Earth?" If you've got a science question you want BBC CrowdScience to look into, get in touch via the form below.

If you are reading this page on the BBC News app, you will need to visit the mobile version of the BBC website to submit your question.

Is this 5,000-year-old Great Basin bristlecone pine the oldest single living thing on the planet? That depends on your definition of a "single tree".

In Fishlake National Park in Utah in the US lives a quaking aspen tree that most people would struggle to see as "a tree".

It's a clonal tree called "Pando", from the Latin meaning "I spread", and for good reason.

It is so large that it is easy to mistake for a forest. However, Pando, despite being the size of Vatican City, has all sprung from one seed, and, over the years, has grown a single vast rootstock supporting an estimated 50,000 tree trunks. Accurately estimating how many years is problematic, says population geneticist Prof Karen Mock from Utah State University, who works on the aspen.

"There have been all kinds of different estimates but the original tree is almost certainly not there," he told the BBC.

Clonal trees grow in all directions and regenerate themselves as they go. This means taking a core from a trunk will not give you the age of the whole tree.

Scientists try to get around this problem by equating size to age. It's an inaccurate process and Pando's estimated age ranges from a few thousand to 80,000 years old.

Prof Mock hopes that a new technique, looking at how many DNA mutations are accumulated over time, could give them another way of assessing the age of this remarkable tree.


Physical and Chemical Features

Light and temperature are two key physical features of lakes and ponds. Light from the sun is absorbed, scattered, and reflected as it passes through Earth's atmosphere, the water's surface, and the water. The quantity and quality of light reaching the surface of a lake or pond depends on a variety of factors, including time of day, season, latitude, and weather. The quality and quantity of light passing through lake or pond water is affected by properties of the water, including the amount of particulates (such as algae) and the concentration of dissolved compounds. (For example, dissolved orgánico carbon controls how far ultraviolet wavelengths of light penetrate into the water.)

Light and wind combine to affect water temperature in lakes and ponds. Most lakes undergo a process called thermal stratification, which creates three distinct zones of water temperature. In summer, the water in the shallowest layer (called the epilimnion) is warm, whereas the water in the deepest layer (called the hypolimnion) is cold. The middle layer, the metalimnion, is a region of rapid temperature change. In winter, the pattern of thermal stratification is reversed such that the epilimnion is colder than the hypolimnion. In many lakes, thermal stratification breaks down each fall and spring when rapidly changing air temperatures and wind cause mixing. However, not all lakes follow this general pattern. Some lakes mix only once a year and others mix continuously.

The chemistry of lakes and ponds is controlled by a combination of physical, geological, and biological processes. The key chemical characteristics of lakes and ponds are dissolved oxygen concentration, nutrient concentration, and pH . In lakes and ponds, sources of oxygen include diffusion at the water surface, mixing of oxygen-rich surface waters to deeper depths, and photosynthesis. Oxygen is lost from lakes and ponds during respiration by living organisms and because of chemical processes that bind oxygen. The two most important nutrients in lakes and ponds are nitrogen and phosphorus. The abundance of algae in most lakes and ponds is limited by phosphorus availability, whereas nitrogen and iron are the limiting nutrients in the ocean. The acidity of water, measured as pH, reflects the concentration of hydrogen iones . The pH value of most lakes and ponds falls between 4 and 9 (the pH value of distilled water is 7). Some aquatic organisms are adversely affected by low pH conditions caused by volcanic action, acid-releasing vegetation surrounding bog lakes, and acid rain.


Environment

Nuestros editores revisarán lo que ha enviado y determinarán si deben revisar el artículo.

Environment, the complex of physical, chemical, and biotic factors that act upon an organism or an ecological community and ultimately determine its form and survival.

The Earth’s environment is treated in a number of articles. The major components of the physical environment are discussed in the articles atmosphere, climate, continental landform, hydrosphere, and ocean. The relationship between the principal systems and components of the environment, and the major ecosystems of the Earth are treated in the article biosphere. The significant environmental changes that have occurred during Earth’s history are surveyed in the article geochronology. The pollution of the environment and the conservation of its natural resources are treated in the article conservation. Hazards to life in the biosphere are discussed in the articles death, disease, and immune system.


B1.4 Interdependence and Adaptation

Organisms are well adapted to survive in their normal environment. Population size depends on a variety of factors including competition, predation, disease and human influences. Changes in the environment may affect the distribution and behaviour of organisms.

  • To survive, organisms require a supply of materials from their surroundings and from the other living organisms there.
  • Organisms live, grow and reproduce in places where, and at times when, conditions are suitable.

Competencia

Animals often compete with each other for:

Plants often compete with each other for:

  • Organisms have features (adaptations) which enable them to survive in the conditions in which they normally live
  • The organisms that are best adapted to make use of their resources in a habitat are more likely to survive and increase in numbers
  • Por ejemplo:
    • To be able to obtain a certain food better.
    • To make it more difficult for predators to catch them.
    • To survive in extreme climates, eg arctic or deserts
      • Plants lose water vapour from the surface of their leaves.
      • It is essential that they have adaptations which minimise this.

      Extreme adaptations:

      • Extremophiles are organisms that live in extreme environments.
      • Some may be tolerant to high levels of salt, high temperatures or high pressures.
      • Animals and plants may be adapted to cope with specific features of their environment eg thorns, poisons and warning colours to deter predators.

      Extreme Animals

      • Animals may be adapted for survival in dry and arctic environments by means of:
        • changes to surface area
        • thickness of insulating coat
        • amount of body fat
        • Ejemplos:
          • Camel
            • The camel can go without food and water for 3 to 4 days.
            • Fat stored in their humps provides long term food reserve, and a supply of metabolic water.
            • The fat is not distributed around the body this reduces insulation, allowing more heat loss.

            They are tall and thin, increasing their surface area to volume ration, increasing heat loss by radiation.

            • Polar Bear
              • Polar bear has thick fur and fat beneath its skin to insulate it.
              • Their large, furry feet help to distribute their weight as they walk on a thin ice.
              • They are white which camouflages them against the snow. This helps them to hunt.
              • They are compact in shape, reducing their surface area to volume ratio this reduces heat loss by radiation.

              Extreme Plants

              • Plants may be adapted to survive in dry environments by means of:
                • changes to surface area, particularly of the leaves
                • water-storage tissues
                • extensive root systems.
                • Desert plants
                • Eg the cactus, require very little water to survive
                • Leaves are spines.
                • Spines guard against most browsing herbivorous animals.
                • Spines also reduce their surface area, reducing water loss by evaporation
                • A thick waxy coating surrounds the plant to reduce evaporation.
                • Fewer ‘stomata’, reducing water loss

                Roots tend to spread sideways to catch rain water.

                • Arctic plants
                • Many of the plants are small, growing close to the ground and very close together to avoid the wind and conserve heat.
                • Some possess a light, fuzzy covering to insulate the buds so they can grow.
                • Many are dark colors of blue and purple to absorb the heat from the sunlight even during the winter months.
                • Because of the cold and short growing seasons, arctic plants grow very slowly.
                • Some grow for ten years before they produce any buds for reproduction.

                Microorganisms

                • Microorganisms have adaptations that enable them to survive in different environments.
                • Slime capsule around some bacterial cell wall sticks them to surfaces and prevents them drying out.
                • Some have the ability to form spores to survive when conditions are harsh.
                • Some microorganisms have flagella which enable them to move around quickly.
                • Bacteria undergo rapid reproduction when conditions are favourable.
                • Some bacteria can survive extreme conditions:
                  • Temperatures as little as -15°C to as high as 121°C
                  • pH values 0.0 to 12.8
                  • High levels of pressure deep in the oceans
                  • High salt concentrations
                  • Very dry conditions.

                  Environmental change

                  • Changes in the environment affect the distribution of living organisms.
                  • For example, the changing distribution of some bird species and the disappearance of pollinating insects including bees.
                  • Animals and plants are subjected to environmental changes.
                  • Such changes may be caused by living or non-living factors.

                  Non-living (abiotic) factors:

                  • Comida
                  • Predation
                  • Grazing
                  • Disease
                  • Competition – for: food, light, water, space.

                  Living organisms can be used as indicators of pollution:

                  • Líquenes are symbiotic associations of algae and fungi species that attach to tree trunks and rock.
                  • They are sensitive to changes in air quality.
                  • They are very sensitive to sulphur dioxide (SO2) pollution in the air.
                  • This is released from industry and burning fossil fuels, especially coal.
                  • Lichens absorb sulphur dioxide dissolved in water.
                  • It destroys the chlorophyll in the algae preventing it from photosynthesising and killing the lichen.
                  • Some species only grow in non-polluted air.
                  • Some species grow in polluted air.
                  • These lichens can be used as air pollution indicators.
                  • Invertebrate animals are sensitive to changes in the concentration of dissolved oxygen in water.
                  • Oxygen concentrations decrease when pollutants are released into rivers and lakes.
                  • Some invertebrates survive in low-oxygen concentrations.
                  • Some invertebrates can only survive in higher oxygen concentrations.
                  • These invertebrate animals can be used as water pollution indicators.

                  Non-living indicators.

                  • Environmental changes can be measured using non-living indicators.
                  • Por ejemplo. oxygen levels, temperature and rainfall.

                  Scientists continually monitor these factors to show trends in environmental changes