Aunque no tenía un doctorado, Gold (1920–2004) fue muy
reconocido como científico, como lo demuestra al recibir una Medalla de Oro de
la Royal Astronomical Society (1985) y un Premio Humboldt (1979); membresía en
la Academia Nacional de Ciencias (1974); e inducción a la Academia Americana de
Artes y Ciencias (1974), la Royal Society (1964), la American Geophysical Union
(1962) y la Royal Astronomical Society (1948), entre otras. Como autor de ∼300 artículos académicos, Gold
tenía una inclinación por contribuir con sus pensamientos a campos más allá de
los suyos de la astrofísica.
En el prólogo del libro de Gold The Deep Hot Biosphere, el
físico teórico Freeman Dyson escribió: "Las teorías de Gold son siempre
originales, siempre importantes, generalmente controvertidas y generalmente
correctas". Stephen Jay Gould consideró a Gold como "uno de los
científicos más iconoclastas de Estados Unidos". El colega y coautor
frecuente de Gold, Hermann Bondi, a quien Gold conoció como un compañero "alienígena
enemigo" en un campo de internamiento al comienzo de la Segunda Guerra
Mundial, escribió que "Thomas Gold era un científico muy inusual.
Brillante en sus ideas, sin restricciones en el rango de sus intereses, sólido
en su uso de las leyes fundamentales de la física para hacer las deducciones
más sorprendentes de ellos, sentándose como en casa en campos de la ciencia con
los que no tenía conexiones antes ... ". Sobre la base de este
sentimiento, el astrónomo Steve Maran comentó: "A diferencia de la mayoría
de los científicos que se contentan con perseguir el avance del conocimiento en
pasos pequeños e incrementales, a Gold se le ocurrieron nuevas ideas partiendo
de los principios originales". El propio Gold dijo: "Al elegir una
hipótesis no hay virtud en ser tímido ... (pero) claramente habría sido quemado
en la hoguera en otra época" (3). Gold también discrepó con las
limitaciones de la revisión por pares, donde los académicos establecidos juzgan
nuevas ideas y nuevos documentos antes de la publicación, lo que a su vez
recompensa pasos incrementales, pero pocas ideas audaces que brindan avances.
La evidencia de los efectos de la revisión por pares, en opinión de Gold,
proviene del gran volumen de grandes ideas que surgieron de la primera mitad
del siglo XX en relación con la segunda mitad.
Gold creía que la biología es solo una rama de la
termodinámica, apoyada por la energía en desequilibrios en reacciones químicas
que de otro modo se equilibrarían si no fueran retenidas por trampas cinéticas
o mecanicistas (5). Con este fin, la energía química disponible dentro de un
cuerpo planetario habría sido la primera fuente de energía, y la energía solar,
el carbono fijado a través de la fotosíntesis, fue una adaptación posterior de
la vida (3). Aunque revolucionaria en la infancia de la propuesta, y no
totalmente infundada en la literatura científica (6), la evidencia informática,
geoquímica e isotópica ahora proporciona evidencia para respaldar este punto de
vista. Polémicamente, Gold también creía que el petróleo y el gas, que han
impulsado a las naciones industriales modernas durante el siglo pasado, se incorporaron a la corteza terrestre en el momento de
la fusión de la Tierra hace 4.500 millones de años. El oro llegó a esta
conclusión a partir de la humilde observación de que los meteoritos y otros
cuerpos planetarios contienen hidrocarburos abundantes y de composición diversa
(por ejemplo, los lagos de metano del titán lunar joviano), lo que plantea la
pregunta de por qué los hidrocarburos en el subsuelo profundo de la Tierra
deben tener Un origen diferente.
Bondi pensó que esta propuesta en geología era la
intervención más importante de Gold en un campo fuera del suyo. Aunque la
especulación en torno a la formación de petróleo y gas ha dado lugar a un
debate significativo dentro de las geociencias, la idea de que abundan los
hidrocarburos abiogénicos que se filtran hacia arriba tuvo quizás una
influencia aún más profunda en las biociencias al proporcionar un impulso para
comprender cómo tales compuestos podrían alimentar un ambiente profundo y
caliente. biosfera desde principios de la historia de la Tierra. Gran parte del
debate sobre la presencia de hidrocarburos de origen del manto se ha resuelto
desde las propuestas iniciales de Gold, incluida la evidencia de que los
hidrocarburos de origen del manto en ambientes corticales probablemente sean
mucho menos abundantes de lo propuesto originalmente.
Independientemente de la evidencia actual que indica que es
poco probable que los hidrocarburos ligeros en la corteza se hayan originado en
el manto, Gold fue pionero en la idea de que tales hidrocarburos
(independientemente de la fuente) podrían mantener la vida en el subsuelo a
profundidades conocidas de 10 km y posiblemente hasta 300 km, si la temperatura
estaba por debajo de una hipotética vida útil máxima de 150 ° C (10). A
temperaturas más altas, más adentro de la corteza / manto, el
"agrietamiento" de los hidrocarburos podría liberar volátiles como el
hidrógeno (H2) y el metano (CH4), que podrían filtrarse hacia arriba a
regímenes térmicos que permiten la vida, proporcionando así combustible. De ser
cierto, el H2 o CH4 proveniente de hidrocarburos abiogénicos, y la vida que
depende de estos compuestos, podría extenderse en el subsuelo no solo de la
Tierra, sino también de otros cuerpos planetarios (11 (-13). De hecho, el H2 se
ha convertido en un punto focal importante para los microbiólogos que estudian
el subsuelo profundo (14, 15) y se ha sugerido que es el combustible que apoyó
las primeras formas de vida en la Tierra (16-18).
La contribución profunda y caliente de la biosfera del oro
desafió los paradigmas en la ciencia del subsuelo, la investigación del
petróleo, el origen y la evolución de la vida y la búsqueda de vida en otros
planetas. Algunos argumentan que los aspectos de sus ideas son altamente defectuosos
(por ejemplo, la fuente de hidrocarburos en ambientes subterráneos), mientras
que otros sostienen que sus ideas y el concepto de una biosfera profunda y
caliente tienen mucho sentido. Independientemente de la opinión personal de
uno, las ideas de Gold sobre la biosfera profunda y caliente han tenido un
tremendo impacto en el discurso científico, con el artículo citado> 325
veces (Web of Science), y el libro sigue siendo un éxito de ventas en
Amazon.com. El trabajo continúa siendo muy citado por numerosos campos fuera de
su campo de astrofísica, lo que indica su amplio alcance. Aquí, ofrecemos una
visión general de las nuevas ideas sobre la biosfera profunda y caliente
desarrollada en los últimos 25 años. Estas ideas fueron posibles gracias al
desarrollo de nuevas herramientas y tecnologías y un mayor y mejor acceso, así
como un mayor interés, todo lo cual se puede rastrear (al menos en parte) al
papel pionero de Gold. Se hace especial hincapié en la naturaleza de las
comunidades microbianas en los ecosistemas subterráneos alojados en agua y
rocas y su extensión y diversidad, y nuevas ideas sobre los procesos que
sustentan esta vida.
Energía en la interfaz entre la biosfera y la geosfera
Gold sugirió controversialmente que los hidrocarburos que se
originan en el subsuelo (particularmente del manto) o sustratos derivados de
estos hidrocarburos proporcionan una fuente de energía capaz de soportar una
biosfera profunda y caliente. Aunque los méritos de esta hipótesis han sido
analizados en gran medida y en gran medida probados como falsos (discutidos a
continuación), ahora está muy claro que la vida microbiana habita en el
subsuelo y parece ser generalmente dependiente de los sustratos litogénicos
producidos por las interacciones agua-roca. Ahora se sabe que el H2 y el CH4
derivados de las fuentes del manto contribuyen mínimamente a su abundancia
general en entornos subterráneos terrestres profundos (8, 9), pero, lo que es
más importante, el ambicioso tratado de Gold estableció una generación de
investigadores que ahora han documentado la naturaleza de las biosferas
subsuperficiales. y los sustratos de energía de origen geológico que los
sustentan. Gold acertadamente hizo comparaciones de observaciones recientes en
respiraderos hidrotermales de que los desequilibrios químicos que involucran H2
y CH4 apoyan una diversidad de microorganismos quimiosintéticos que también
pueden existir en profundidad en las zonas de fractura. El H2, en particular,
ha atraído considerable atención en los siguientes 25 años como un importante
reductor para la vida quimiosintética y ahora se sabe que se obtiene predominantemente
de manera abiológica a través de (i) división radiolítica de fluidos de
fractura acuosos en rocas graníticas; (ii) reducción de agua por minerales que
contienen hierro en basaltos y peridotitas y (iii) división de agua basada en
radicales impulsada por el cizallamiento físico de minerales de silicato a
través de un mecanismo de "mecano-radicales". También es posible que
parte de la producción primaria litoautotrófica subsuperficial que soporte H2
se derive del H2 producido en profundidad por procesos similares a los
sugeridos por Gold hace 25 años. Independientemente del mecanismo de formación,
este H2 litogénico es abundante en las formaciones terrestres precámbricas y
alimenta la productividad primaria a nivel del ecosistema tanto en el subsuelo
como en los ambientes superficiales impactados por procesos subsuperficiales
como los sistemas geotérmicos e hidrotermales .
Traducido y adaptado de:
https://www.pnas.org/content/114/27/6895
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