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Brinicles y el origen de la vida
Uno de los procesos más curiosos que ocurren bajo el hielo marino antártico en invierno es la formación de brinicles. Estos son tubos huecos de hielo que se proyectan desde la bolsa de hielo hacia el mar, como carámbanos.
Sin embargo, los brinicles se forman de una manera muy diferente a los carámbanos, pero no se entienden bien, en parte debido a la dificultad para observarlos. De hecho, solo se filmaron formando in situ por primera vez para el Documental de la BBC Frozen Planet que se emitió en 2011 .
Hoy, Julyan Cartwright de la Universidad de Granada en España y algunos amigos esperan cambiar eso examinando la formación, química y estructura de las brinicles con más detalle. Dicen que las estructuras son una forma especial de sistema químico conocido como jardín químico que depende de manera crucial de la interacción entre la salmuera altamente concentrada, el agua cerca de su punto de congelación y la formación de hielo.
Pero lo que es más interesante, dicen que las brinicles pueden haber jugado un papel importante en el origen de la vida en la Tierra y que estructuras similares en otras partes del sistema solar podrían ser igualmente importantes.
Los jardines químicos convencionales son estructuras tubulares que se forman cuando los cristales de sal metálica se sumergen en determinadas soluciones.
Ocurren en una serie de situaciones naturales, como en algunas formaciones geológicas y alrededor de respiraderos hidrotermales.
Por lo general, las estructuras tubulares crecen hacia arriba. Pero en las brinicles, los tubos crecen hacia abajo, entonces, ¿qué pasa?
El efecto ocurre en el hielo debajo de la superficie del mar porque la salmuera tiene un punto de congelación más bajo que el agua. Cuando el agua de mar atrapada se congela, excluye la sal, lo que aumenta la salinidad de la salmuera cercana y reduce aún más su punto de congelación.
Si el hielo se agrieta, la salmuera atrapada puede filtrarse al mar y fluye hacia abajo, porque es más densa que el agua.
Es más, debido a que hace tanto frío, la salmuera convierte el agua de mar que encuentra en hielo. Así es como se forma la estructura tubular y continúa creciendo mientras fluye la salmuera.
Este proceso plantea preguntas interesantes para los físicos. Por ejemplo, el proceso por el cual el hielo rechaza la sal para aumentar la salinidad de la salmuera tiene similitudes interesantes con el proceso de ósmosis a la inversa.
Eso es importante porque la ósmosis inversa es el proceso clave en el trabajo en las plantas de desalinización que convierten el agua de mar en agua potable.
Es posible que una mejor comprensión de cómo las brinicles realizan el mismo proceso para producir hielo puro podría conducir a mejores formas de hacerlo.
Pero la observación más interesante de Cartwright y compañía es que las brinículas también crean gradientes químicos, potenciales eléctricos y membranas, todas las condiciones necesarias para la formación de la vida.
Exactamente las mismas condiciones ocurren en los respiraderos hidrotermales que han sido el foco de atención de muchos biólogos que desean comprender mejor cómo se pudo haber formado la vida.
El punto que Cartwright y co-hacen es que los brinicles pueden ser igual de interesantes. Dado que las brinicles desempeñan un papel importante en la dinámica del transporte de salmuera a través del hielo marino, también podrían desempeñar un papel en este escenario de origen frío de la vida, tal como lo hacen los respiraderos hidrotermales en las teorías de ambientes cálidos, dicen.
Es más, los brinicles podrían ser ubicuos en planetas y lunas oceánicos como Europa, donde podrían desempeñar papeles igualmente interesantes.
Claramente, un área fascinante donde el trabajo adicional podría ser muy fructífero.
Ref: arxiv.org/abs/1304.1774 : Brinicles como un caso de jardines químicos inversos