Uno studio che utilizza la storia termica e le biofirme dei pochi chilometri superiori di alcune delle rocce più antiche della Terra pone dei limiti alla storia evolutiva dei microbi nella biosfera profonda.
Un nuovo studio, pubblicato su PNAS, mostra che le rocce erano inabitabili per gran parte della loro vita con il periodo più lungo di abitabilità che non si estendeva molto oltre 1 miliardo di anni. Comprendere la storia della biosfera profonda può fornire informazioni sull’evoluzione della vita sulla Terra.
Storia evolutiva dei microbi
I sistemi di frattura profondi, scuri e anossici dei cratoni Precambriani sulla Terra ospitano microrganismi che traggono la loro energia dal consumo di gas, nutrienti nei fluidi e carbonio organico scarsamente disponibile. La maggior parte delle stime attuali mostra che questa profonda biosfera ospita la maggior parte della vita microbica sulla Terra e circa il 10-20% di tutta la biomassa terrestre.
Questi ecosistemi ospitano lignaggi microbici interessanti per comprendere l’origine e l’evoluzione della vita sul nostro pianeta, ma rimangono gli ecosistemi meno esplorati e compresi sulla Terra. Comprendere la storia di queste comunità microbiche richiede di valutare la complessa evoluzione delle condizioni abitabili, ma tale valutazione non è stata presentata fino ad ora.
In un nuovo studio, Henrik Drake, professore associato dell’Università di Linneo, Svezia, ha collaborato con il professor Peter Reiners dell’Università dell’Arizona per presentare la prima prospettiva termocronologica sull’abitabilità dei cratoni Precambriani della Terra nel tempo. Lo studio suggerisce che il record più lungo di abitabilità continua fino al presente e non si estende molto oltre 1 miliardo di anni.
Henrik Drake spiega le scoperte:
“In questo studio, abbiamo voluto combinare la registrazione delle tracce della vita antica profonda trovata all’interno dei sistemi di frattura del cratone con i recenti progressi nella termocronologia a temperatura intermedia e bassa. Le rocce cratoniche si sono formate miliardi di anni fa, nelle profondità della crosta, a temperature troppo alte per qualsiasi vita. Fu solo molto più tardi, a seguito dell’erosione, che le rocce attualmente esposte raggiunsero livelli nella crosta in cui le temperature erano abitabili”.
Valutare quando questi ambienti rocciosi sono diventati abitabili, e in alcuni casi quando potrebbero essere stati sepolti e sterilizzati di nuovo, fornisce nuove intuizioni sull’aspetto evolutivo della biosfera profonda. Ciò è particolarmente importante perché i microbi in profondità impiegano gli stessi metabolici previsti per i primissimi metabolici sulla Terra. Ci sono anche recenti resoconti di tempi di residenza intrigantemente lunghi di fluidi profondi in alcuni dei cratoni della Terra che suggeriscono ulteriormente l’importanza di comprendere quando questi sistemi hanno sostenuto ecosistemi attivi.
“Combinando i risultati termocronologici di diversi sistemi di datazione radioisotopica, possiamo ricostruire le loro storie termiche attraverso gli alti e bassi della sepoltura e dell’erosione nel tempo. Questo approccio ci fornisce un contesto per la prospezione e l’interpretazione del record geologico poco esplorato della biosfera profonda di cratoni della Terra.”
I ricercatori hanno potuto correlare con successo i loro reperti fossili di vita antica profonda nelle rocce cratoniche scandinave, con periodi abitabili dal quadro termocronologico.
Henrik Drake riassume i risultati:
“Questo ci ha reso fiduciosi che avremmo potuto fare anche il contrario: usare la termocronologia per indicare le aree candidate per le più antiche registrazioni di microrganismi del sottosuolo sulla Terra. La Finlandia orientale, la Groenlandia e forse parti dello scudo canadese sembrano particolarmente interessanti con abitabili condizioni che vanno indietro di un miliardo di anni o anche di più. Questi sono obiettivi ovvi per ulteriori studi sull’evoluzione microbica profonda”.