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Un viaje de 200 millones de años hacia la oxigenación

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Un viaje de 200 millones de años hacia la oxigenación

Los estudios de esquistos marinos y datos isotópicos del período del Gran Evento de Oxidación revelan fluctuaciones dinámicas de oxígeno en la atmósfera y los océanos de la Tierra, destacando la naturaleza prolongada y compleja de esta etapa evolutiva crítica. Crédito: SciTechDaily.com

El «gran evento de oxidación» de la Tierra duró 200 millones de años, según descubrimientos recientes.

Una nueva investigación destaca la complejidad del Gran Evento de Oxidación y revela que el aumento del oxígeno atmosférico y oceánico fue un proceso dinámico que duró más de 200 millones de años, influenciado por factores geológicos y biológicos clave para la evolución de la vida.

El gran evento de oxidación

Hace unos 2.500 millones de años, el oxígeno libre u O2han comenzado a acumularse en niveles significativos en la atmósfera de la Tierra, allanando el camino para que florezca vida compleja en nuestro planeta en evolución.

Los científicos llaman a este fenómeno el Gran Evento de Oxidación, o GOE para abreviar. Pero la acumulación inicial de O2 en la Tierra no fue tan simple como sugiere ese apodo, según una nueva investigación dirigida por un geoquímico de la Universidad de Utah.

Este «evento» duró al menos 200 millones de años. Y sigue la acumulación de O2 En los océanos ha sido muy difícil hasta ahora, afirmó Chadlin Ostrander, profesor asistente del Departamento de Geología y Geofísica.

«Los datos emergentes sugieren que el aumento inicial de O2 en la atmósfera de la Tierra fue dinámico, desarrollándose a trompicones hasta quizás 2.2. hace mil millones de años», afirmó Ostrander, autor principal del estudio publicado el 12 de junio en la revista Naturaleza. “Nuestros datos validan esta hipótesis y van aún más allá al extender esta dinámica al océano. »

Barco Chadlin Ostrander

Chadlin Ostrander. Crédito: Chad Ostrander, Universidad de Utah

Descripción general de las lutitas marinas

Su equipo de investigación internacional, apoyado por la NASA Programa de exobiología, centrado en las lutitas marinas del supergrupo Transvaal en Sudáfrica, que proporciona información sobre la dinámica de la oxigenación de los océanos durante este período crucial de la historia de la Tierra. Al analizar las proporciones de isótopos estables de talio (Tl) y elementos sensibles al redox, encontraron evidencia de fluctuaciones en el O marino.2 niveles que coincidieron con cambios en el oxígeno atmosférico.

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Estos descubrimientos ayudan a avanzar en la comprensión de los complejos procesos que dieron forma al O de la Tierra.2 niveles durante un período crítico en la historia del planeta que allanó el camino para la evolución de la vida tal como la conocemos.

Comprender las condiciones tempranas del océano

«Realmente no sabemos qué estaba sucediendo en los océanos, donde probablemente aparecieron y evolucionaron las primeras formas de vida en la Tierra», dijo Ostrander, quien se unió al cuerpo docente de la Universidad el año pasado procedente del Instituto Oceanográfico Woods Hole en Massachusetts. «Entonces, conociendo la O2 El contenido de los océanos y cómo han cambiado con el tiempo son probablemente más importantes para el comienzo de la vida que la atmósfera.

La investigación se basa en el trabajo de los coautores de Ostrander, Simon Poulton de la Universidad de Leeds en el Reino Unido y Andrey Bekker de la Universidad de California en Riverside. En un Estudio 2021su equipo de científicos descubrió que O2 no se convirtió en parte permanente de la atmósfera hasta unos 200 millones de años después de que comenzara el proceso de oxigenación global, mucho más tarde de lo que se pensaba anteriormente.

Fluctuaciones de oxígeno atmosférico y oceánico.

La evidencia convincente de una atmósfera anóxica es la presencia de firmas de isótopos de azufre poco comunes e independientes de la masa en los registros sedimentarios presentados al GOE. Muy pocos procesos en la Tierra pueden generar estas firmas de isótopos de azufre y, por lo que se sabe, su preservación en el registro de rocas casi con certeza requiere una ausencia de O atmosférico.2.

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Durante la primera mitad de la existencia de la Tierra, su atmósfera y océanos estuvieron en gran medida desprovistos de O.2. Al parecer, este gas fue producido por cianobacterias en el océano antes del GOE, pero en aquellos primeros días, O2 fue rápidamente destruido por reacciones con minerales expuestos y gases volcánicos. Poulton, Bekker y sus colegas descubrieron que las raras firmas de isótopos de azufre desaparecen y luego reaparecen, lo que sugiere múltiples O2 sube y baja en la atmósfera durante el GOE. Este no fue un “evento” único.

Los desafíos de oxigenar la Tierra

“La Tierra no estaba preparada para ser oxigenada cuando se empezó a producir oxígeno. La Tierra necesitó tiempo para evolucionar biológica, geológica y químicamente y ser propicia para la oxigenación”, dijo Ostrander. “Es como un balancín. Tienes producción de oxígeno, pero hay tanta destrucción de oxígeno que no pasa nada. Todavía estamos tratando de determinar cuándo habremos inclinado completamente la balanza y la Tierra ya no podrá volver a caer en una atmósfera anóxica.

hoy, oh2 Representa el 21% de la atmósfera, en peso, justo detrás del nitrógeno. Pero después del GOE, el oxígeno siguió siendo un componente muy pequeño de la atmósfera durante cientos de millones de años.

Técnicas avanzadas de análisis de isótopos.

Para rastrear la presencia de O2 en el océano durante el GOE, el equipo de investigación confió en la experiencia de Ostrander en isótopos estables de talio.

Los isótopos son átomos de un mismo elemento que tienen un número desigual de neutrones, lo que les confiere pesos ligeramente diferentes. Las proporciones isotópicas de un elemento particular han impulsado descubrimientos en arqueología, geoquímica y muchos otros campos.

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Isótopos de talio e indicadores de oxígeno.

Los avances en espectrometría de masas han permitido a los científicos analizar con precisión las proporciones isotópicas de elementos cada vez más bajos en la tabla periódica, como el talio. Afortunadamente para Ostrander y su equipo, las proporciones de isótopos de talio son sensibles al entierro de óxido de manganeso en el fondo marino, un proceso que requiere O2 en agua de mar El equipo examinó los isótopos de talio en las mismas lutitas marinas que recientemente demostraron rastrear el O atmosférico.2 fluctuaciones durante GOE con isótopos de azufre raros.

En las lutitas, Ostrander y su equipo descubrieron notables enriquecimientos en el isótopo de masa más ligera del talio (203Tl), un patrón que se explica mejor por el entierro de óxido de manganeso en el fondo marino y, por lo tanto, la acumulación de O2 en agua de mar Estos enriquecimientos se encontraron en las mismas muestras que carecían de las raras firmas isotópicas del azufre y, por lo tanto, cuando la atmósfera ya no era anóxica. La guinda del pastel: el 203Los enriquecimientos de Tl desaparecen cuando regresan las raras firmas isotópicas de azufre. Estos resultados fueron corroborados por enriquecimientos de elementos sensibles a redox, una herramienta más tradicional para rastrear cambios en O.2.

“Cuando los isótopos de azufre dicen que la atmósfera se ha oxigenado, los isótopos de talio dicen que los océanos se han oxigenado. Y mientras que los isótopos de azufre dicen que la atmósfera se ha vuelto anóxica nuevamente, los isótopos de talio dicen lo mismo para el océano”, dijo Ostrander. “Así que la atmósfera y el océano se estaban oxigenando y desoxigenando juntos. Esta es información nueva e interesante para aquellos interesados ​​en la Tierra antigua.

Referencia: “Inicio de la oxigenación acoplada atmósfera-océano hace 2.300 millones de años” por Chadlin M. Ostrander, Andy W. Heard, Yunchao Shu, Andrey Bekker, Simon W. Poulton, Kasper P. Olesen y Sune G. Nielsen, 12 de junio de 2024, Naturaleza.
DOI: 10.1038/s41586-024-07551-5

Experiencia en periódicos nacionales y periódicos medianos, prensa local, periódicos estudiantiles, revistas especializadas, sitios web y blogs.

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Cuatro miembros de la tripulación de la estación espacial regresan a la Tierra el viernes

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Cuatro miembros de la tripulación de la estación espacial regresan a la Tierra el viernes

En conclusión de un misión extendida por 235 díasTres astronautas de la NASA y un cosmonauta ruso conectados a su cápsula SpaceX Crew Dragon y despegados de la Estación Espacial Internacional el miércoles, con el objetivo de aterrizar el viernes antes del amanecer en el Golfo de México.

Con el comandante del «Endeavour» de la Crew 8, Matthew Dominick, y el copiloto Michael Barrett monitoreando las pantallas de la cabina, flanqueado a la derecha por el cosmonauta Alexander Grebenkin y a la izquierda por la astronauta de la NASA Jeanette Epps, el Crew Dragon se separó del módulo Harmony del laboratorio en 5:05 p.m.EDT y retrocedió lentamente.

El ferry SpaceX Crew Dragon que transporta a tres astronautas de la NASA y un cosmonauta ruso se puede ver enmarcado entre segmentos del brazo robótico de la Estación Espacial Internacional momentos después de desacoplarse de la Estación Espacial Internacional. Se espera un aterrizaje en el Golfo de México el viernes por la mañana.

Televisión de la NASA

“Esfuércese, parta”, gritó la comandante de la estación espacial, Sunita Williams, tocando la campana de la nave, siguiendo la tradición naval. “Vientos favorables y mares favorables. »

A bordo de la estación permanecieron el comandante de la tripulación 9, Nick Hague, y sus compañeros de equipo, el cosmonauta Alexander Gorbunov y los astronautas de Boeing Starliner Barry “Butch” Wilmore y Williams, así como los cosmonautas de Soyuz Aleksey Ovchinin, Ivan Vagner y su compañero de equipo de la NASA Donald Pettit.

Si todo va bien, la Crew 8 Dragon se estrellará en el Golfo de México a las 3:29 a.m. del viernes para culminar una misión de casi ocho meses que abarca 3.776 órbitas y 100 millones de millas desde su lanzamiento desde el Centro Espacial Kennedy en marzo. 3.

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Miembros de la tripulación que regresan durante el entrenamiento previo al lanzamiento en un simulador de Crew Dragon (de izquierda a derecha): el cosmonauta Alexander Grebenkin, el piloto Mike Barratt, el comandante Matt Dominick y la astronauta Jeanette Epps.

NASA

Inicialmente, la tripulación esperaba regresar a la Tierra en septiembre, pero el vuelo se pospuso hasta principios de octubre tras la decisión de retrasar el lanzamiento del Crew 9 desde finales de agosto hasta finales de septiembre para permitir que Wilmore y Williams regresaran a casa.

El Starliner Regresó a la Tierra el 7 de septiembre. sin su tripulación a bordo por razones de seguridad. El Crew 9 Dragon se lanzó el 28 de septiembre con solo dos pasajerosLa Haya y Gorbounov. Esto liberó dos asientos para el comandante de Starliner Wilmore y el primer oficial Williams, quienes regresarán a la Tierra el próximo febrero con Hague y Gorbunov.

Resolver todo esto impulsó la salida de Crew 8 hasta octubre. Luego, Dominick y compañía se vieron obstaculizados repetidamente por fuertes vientos y mares agitados, en gran parte relacionados con huracanes, en los lugares de desembarco en el Golfo de México y a lo largo de la costa este de Florida.

Pero los meteorólogos esperaban condiciones favorables el viernes, y los aviones Crew 8 finalmente recibieron autorización para proceder con el desacoplamiento.

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La vela solar pionera de la NASA sufre un problema mientras gira por el espacio

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La vela solar pionera de la NASA sufre un problema mientras gira por el espacio

Una nave espacial del tamaño de un microondas con grandes alas plateadas entra en órbita mientras los ingenieros trabajan para corregir un problema que está provocando que pierda su orientación.

Después de desplegar cuatro brazos compuestos a bordo de la misión experimental de vela solar, los ingenieros de la NASA observaron una ligera curvatura de uno de los polos que se extiende a lo largo de las alas de la nave espacial, reveló la agencia espacial en un reciente comunicado de prensa. actualizar. El equipo detrás de la misión espera que la flecha curva no interfiera con el resto de la misión.

El sistema avanzado de vela solar compuesta (ACS3) se lanzó el 23 de abril a bordo del cohete Electron de Rocket Lab desde Nueva Zelanda. La vela solar se colocó en una órbita sincrónica con el sol aproximadamente a 966 kilómetros sobre la superficie de la Tierra (más del doble de la altitud de la Estación Espacial Internacional) para probar una nueva forma de vuelo espacial utilizando la luz solar como fuente de energía propulsora.

Cuatro cámaras a bordo de la nave espacial Advanced Composite Solar Sail System muestran los cuatro cuadrantes de velas reflectantes sostenidos por brazos compuestos. El brazo que se muestra en la esquina izquierda de la imagen inferior izquierda tiene una ligera curvatura. Crédito: NASA

El ACS3 de la NASA está diseñado para probar nuevos materiales y estructuras desplegables para sistemas de propulsión de velas solares, incluidos nuevos brazos compuestos utilizados para desplegar la vela solar en órbita. Funcionan como la botavara de un velero, pero están diseñadas para sostener las velas, que capturan el poder propulsor de la luz solar en lugar del viento. Las rampas compuestas están hechas de un material polimérico; son livianos pero rígidos y resistentes a doblarse y deformarse cuando se exponen a diferentes temperaturas.

La nave espacial extendió completamente su vela hasta formar un cuadrado, de 30 pies de lado, aproximadamente la mitad del tamaño de una cancha de tenis. Sin embargo, el equipo de la misión notó lo que parece ser una ligera curvatura en una de las cuatro agujas, que se extienden diagonalmente a través de la plaza para alcanzar 23 pies (7 metros) de largo.

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Los ingenieros de la NASA están evaluando la curvatura que podría haber ocurrido cuando las botavaras y la vela se estiraron contra la nave espacial durante el despliegue, según la agencia espacial. «El objetivo principal de la demostración del Sistema Avanzado de Vela Solar Compuesta es probar el despliegue de las barreras en el espacio para informar futuras aplicaciones de la tecnología de barreras compuestas para velas solares a gran escala y otras estructuras», escribe la NASA en su actualización. «Los datos recopilados durante esta prueba de vuelo ya han demostrado ser muy valiosos, y la demostración seguirá produciendo información crítica para permitir futuras misiones de velas solares».

Las velas solares funcionan con fotones del Sol, provocando pequeñas ráfagas de impulso que impulsan la nave espacial más lejos de la estrella. Si una nave espacial puede superar la resistencia de la atmósfera terrestre, podría alcanzar altitudes muy elevadas. Según la NASA, la tecnología de pluma compuesta utilizada para esta misión de demostración podría usarse para desplegar velas solares de hasta 500 metros cuadrados (5400 pies cuadrados), o aproximadamente el tamaño de una cancha de baloncesto.

Sin embargo, desde su lanzamiento, las cosas no han ido bien para la misión experimental. Unos meses después del lanzamiento, la vela de la misión se caló cuando un monitor de energía a bordo detectó corrientes en el motor superiores a las esperadas, interrumpiendo el proceso de despliegue. A finales de agosto, el equipo de la misión completó con éxito su segundo intento de desplegar completamente la vela y las botavaras de la nave espacial.

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Sin embargo, antes de desplegar las barreras, el equipo tuvo que desactivar el sistema de control de actitud de la nave espacial para adaptarse a su dinámica cambiante a medida que se desplegaba la vela. El sistema de control de actitud ayuda a la nave espacial a mantener una orientación particular en relación con otra ubicación en el espacio, manteniéndola esencialmente orientada. El control de actitud de la vela solar aún no se ha reactivado y, como resultado, la nave espacial se encuentra actualmente dando vueltas por el espacio.

«Ahora, los operadores de la misión están trabajando para reposicionar la nave espacial, manteniendo el avanzado sistema de velas solares compuestas en modo de baja potencia hasta que sus paneles solares estén orientados más favorablemente hacia la luz solar directa», escribe un artículo de la NASA. «El equipo está conservando la energía de la nave espacial para operaciones prioritarias, como las comunicaciones bidireccionales con el control de la misión, hasta que se reactive su sistema de control de actitud».

Una vez que se reactive su sistema de control de actitud, la nave espacial mejor orientada podrá apuntar su antena de radio hacia el control de la misión en la Tierra y comunicarse con los ingenieros de la NASA en tierra. “En este punto, el equipo podrá recopilar aún más datos, calibrar la forma precisa de la vela y prepararse para comenzar sus maniobras de navegación”, según la NASA.

Los ingenieros de la NASA quieren probar las capacidades de maniobra de la nave espacial, subiendo y bajando su órbita utilizando únicamente la presión de la luz solar que actúa sobre la vela. La fase de vuelo inicial de la misión está diseñada para durar dos meses. A lo largo de su viaje al espacio, la NASA espera recopilar la mayor cantidad de datos posible de su misión ACS3 para ayudar a informar el diseño de futuras naves espaciales.

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Otras velas solares le han precedido, en particular la LightSail 2 de la Planetary Society, que se lanzó en junio de 2019 y ganó 2 millas de altitud apenas dos semanas después de desplegar su vela solar de 344 pies cuadrados (32 metros cuadrados). . En noviembre de 2022, la misión finalizó después de que comenzó a perder altitud y a volver a entrar en la atmósfera terrestre. El legado de LightSail 2 ha inspirado varias otras misiones a su paso, incluida ACS3, así como Misión exploradora NEA de la NASA hacia un asteroide cercano a la Tierra y El crucero solar de la NASA (planeado para su lanzamiento en 2025).

La tecnología aún está en su infancia y claramente no está exenta de desafíos, pero el potencial para llegar a destinos más distantes en las profundidades del cosmos podría ser impulsado por nuestra estrella anfitriona.

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Uno de los mejores telescopios de la humanidad ha captado una impresionante imagen del espacio profundo

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Uno de los mejores telescopios de la humanidad ha captado una impresionante imagen del espacio profundo

Un poderoso telescopio, situado sobre las nubes a unos 13.800 pies, ha capturado una vista brillante de galaxias distantes.

Los astrónomos apuntaron el telescopio Gemini Norte en el espacio profundo hacia el cúmulo de Perseo, capturando una «deslumbrante colección de galaxias en la región central de este enorme cúmulo».

«¿Puedes detectar todas las galaxias en esta obra maestra cósmica?» NOIRLab de la Fundación Nacional de Ciencias, que opera grandes telescopios en los Estados Unidos y en todo el mundo, publicado en línea.

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Un científico de la NASA ha visto las primeras imágenes de la Voyager. Lo que vio le dio escalofríos.

El telescopio Gemini de más de 8 metros (más de 26 pies) de ancho, que según la NASA es uno de los telescopios ópticos/infrarrojos más avanzados del mundo, captura cantidades prodigiosas de luz distante, lo que permite obtener una vista cósmica detallada debajo.

Velocidad aplastable de la luz

En su centro se encuentra NGC 1270, una galaxia elíptica gigante situada a unos 240 millones de años luz más allá de la Tierra. Una galaxia así tiene forma de huevo y probablemente se formó a partir de grandes colisiones entre galaxias espirales, como lo que podría suceder entre nuestra Vía Láctea y Andrómeda dentro de miles de millones de años. Esta vista también muestra una multitud de galaxias espirales, incluida la galaxia frontal en la esquina izquierda. Otros están inclinados en diferentes direcciones, mostrándonos el costado o borde de su disco, como un Frisbee volador.

Al igual que la Vía Láctea, es probable que cada una de estas galaxias contenga cientos de millones de estrellas, si no muchas más. Y donde hay estrellas, hay una gran cantidad de planetas (excepto en las primeras galaxias). Por ejemplo, probablemente haya más de un mil billones de exoplanetas en nuestra única galaxia, la Vía Láctea.

El telescopio Gemini Norte ha capturado una nueva vista del cúmulo de galaxias de Perseo, a cientos de millones de años luz de la Tierra.
Crédito: Observatorio Internacional Gemini / NOIRLab / NSF / AURA / Procesamiento de imágenes: J. Miller & M. Rodriguez (Observatorio Internacional Gemini / NSF NOIRLab) / A. Rector (Universidad de Alaska Anchorage / NSF NOIRLab) / M. Zamani (NSF NOIRLab) ) ). Agradecimientos: IP: Jisu Kang (Universidad Nacional de Seúl)

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El Observatorio Internacional Gemini, formado por los telescopios Gemini Norte y Sur, está especialmente interesado en detectar mundos distantes. El Gemini Planet Imager, un instrumento óptico para telescopios, está diseñado para detectar luz extremadamente débil procedente de «exoplanetas que son una millonésima parte más brillantes que su estrella anfitriona». el observatorio dice.

Géminis tiene imagen directa mundos tan lejanos, y solo este año, Géminis Norte detectado «características rocosas» en un planeta extraño y caliente del tamaño de Júpiter. Al encontrar estos planetas alienígenas, los astrónomos podrán comprender mejor no sólo otros sistemas solares, sino también mejorar la comprensión del nuestro: ¿Es nuestro sistema solar?y sus planetas rocososTípico del cosmos, ¿o somos especiales?

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