Evolución mineral del mercurio

La evolución mineral postula que la diversidad mineral en la capa externa de la superficie terrestre se incrementa gradualmente a través de una serie de procesos químicos y biológicos. Una docena de especies diferentes de partículas de polvo interestelar que forman el sistema solar han evolucionado en más de 4.500 especies actuales. Trabajos previos han demostrado que dos tercios de los minerales terrestres conocidos pueden estar directa o indirectamente relacionados con actividad biológica. Ahora las investigaciones se han concentrado específicamente en los minerales con mercurio y su evolución en la Tierra como resultado de actividad geológica o biológica. Este nuevo trabajo demuestra que la creación de dichos minerales con mercurio está fundamentalmente relacionada con varios episodios de unión de supercontinentes durante los pasados 3.000 millones de años.

La evolución mineral es una enfoque para entender la geoquímica de la capa externa de la Tierra. todos los elementos químicos estaban presentes desde el inicio de nuestro sistema solar, pero primero se formaron comparativamente pocos minerales, tal vez no más de 500 en los primeros 1.000 millones de años. A medida que pasaba el tiempo en el planeta, las nuevas combinaciones de elementos daban lugar a nuevos minerales. Aunque como mucho el 50% del mercurio que contribuyó a la acreción de Tierra se perdió en el procesamiento químico volátil, 4.500 millones de años de evolución mineral han llevado a al menos 90 minerales diferentes que contienen mercurio y se pueden encontrar en la Tierra.

El equipo de investigación ha examinado esos 90 minerales con mercurio, y fueron capaces de correlacionar gran parte de esa nueva creación de minerales con episodios de formación de supercontinentes, periodos en los que las zonas secas de la Tierra convergieron en masas de tierra únicas. Encontraron que 60 de los minerales con mercurio aparecieron en la Tierra por primera vez hace 2.800 y 65 millones de años, 50 fueron creados durante tres periodos de unión de supercontinentes. El análisis sugiere que la evolución de los nuevos minerales con mercurio siguió periodos de colisión continental y mineralización asociada con la formación de montañas.

Por contraste, muchos menos tipos de minerales con mercurio se formaron durante periodos cuando los supercontinentes eran estables o cuando se estaban rompiendo. Y en una de estas excepciones, el intervalo de mil millones de años que incluye la unión del supercontinente Rodinia (aproximadamente hace 1.800 a 0,8 millones de años) no vieron mineralización del mercurio en ninguna parte de la Tierra. Los investigadores especulan si este hiato puede deberse a los océanos ricos en sulfuro, que reacciona rápidamente con cualquier cantidad disponible de mercurio y así previno al mercurio de interactuar químicamente con otros elementos.

El rol de la biología es también crítico en la comprensión de la evolución mineral del mercurio. Aunque el mercurio está raramente involucrado en procesos biológicos, excepto en algunas raras bacterias, sus interacciones con el oxígeno se produjo enteramente debido a la aparición del proceso fotosintético, el cual usan las plantas y ciertas bacterias para convertir la luz del Sol en energía química. El mercurio también tiene una fuerte afinidad con los componentes basados en carbono que provienen de material biológico, tales como carbón, esquisto, petróleo y gas natural.

Este trabajo muestra que en el caso del mercurio, la evolución parece haber sido conducida por actividad hidrotermal asociada a la colisión de continentes y a la formación de cadenas montañosas, así como por un drástico incremento del oxígeno causado por el surgimiento de la vida en la Tierra. Los trabajos futuros tendrán que correlacionar ocurrencias específicas de minerales con eventos tectónicos específicos.

Via Carnegies cience