¿Realmente la Tierra es una especie de organismo vivo gigante como predice la hipótesis Gaia? Un nuevo descubrimiento realizado por la Universidad de Maryland puede proporcionar una clave para responder esta pregunta.

Esta clave de azufre podría permitir a los científicos desvelar las hasta ahora ocultas interacciones entre los organismos oceánicos, la atmósfera, y la tierra – interacciones que podrían ofrecer pruebas que apoyen esta famosa teoría.

La hipótesis Gaia – enunciada por primera vez por James Lovelock y Lynn Margulis en la década de 1970 – sostiene que los procesos físicos y biológicos de la Tierra están inextricablemente conectados para formar un sistema auto-regulado y básicamente sensible.

Una de las primeras predicciones de la hipótesis era que debería haber un compuesto de azufre creado por los organismos oceánicos que fuese lo bastante estable contra la oxidación en el agua como para permitir su transferencia al aire. Ya fuese el propio compuesto de azufre o el producto de su oxidación atmosférica, tendría que retornar azufre del océano a las tierras superficiales. El candidato más probable para este papel se conoció como dimetilsulfuro.

Un trabajo recientemente publicado realizado en la Universidad de Maryland (UMD) por el primer autor, Harry Oduro, junto con el geoquímico de la UMD James Farquhar y la bióloga marina Kathryn Van Alstyne de la Universidad de Western Washington, proporciona una herramienta para rastrear y medir el movimiento del azufre a través de los organismos oceánicos, la atmósfera y la tierra de una forma que podría ayudar a demostrar o refutar la controvertida teoría Gaiga. Su estudio aparece en la Edición en línea avanzada de la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

De acuerdo con Oduro y sus colegas, este trabajo presenta las primeras medidas directas de la composición isotópica del dimetilsulfuro y de su precursor el dimetilsulfoniopropionato. Estas medidas revelan las diferentes en las proporciones de isótopos de estos dos compuestos de azufre que están producidos por microalgas y fitopláncton. Estas medidas están vinculadas al metabolismo de los compuestos por parte de estos organismos oceánicos y tienen implicaciones para el seguimiento de las emisiones de dimetilsulfuro desde los océanos a la atmósfera.

El azufre, el décimo elemento más abundante del universo, es parte de muchos compuestos orgánicos e inorgánicos. El azufre se recicla a través de la tierra y los organismos vivos y desempeña un papel clave en el clima y en la salud de los organismos y ecosistemas.

“Las emisiones de dimetilsulfuro desempeñan un papel clave en una regulación del clima a través de la transformación en aerosoles, que se cree que influyen en el equilibrio de radiación de la Tierra”, dice Oduro llevó a cabo la investigación mientras completaba su doctorado en Ciencias geológicas y del sistema de la Tierra en Maryland  y que ahora es becario de posdoctorado en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT). “Demostramos que las diferencias en la composición isotópica del dimetilsulfuro puede variar de forma que nos ayude a refinar las estimaciones de sus emisiones a la atmósfera y su reciclado en los océanos”.

Como tantos otros elementos químicos, el azufre consta de distintos isótopos. Todos los isótopos de un elemento se caracterizan por tener el mismo número de electrones y protones, pero un número distinto de neutrones. Por tanto, los isótopos de un elemento están caracterizados por tener idénticas propiedades químicas, pero distinta masa y propiedades nucleares. Como resultado, es posible que los científicos puedan usar combinaciones únicas de isótopos radiactivos de un elemento como firmas isotópicas mediante las cuales rastrear los compuestos de un elemento.

“Lo que ha hecho  Harry en esta investigación fue idear una forma de aislar y medir la composición isotópica de estos dos compuestos de azufre”, dice Farquhar, profesor en el Departamento de Geología de la Universidad de Maryland. “Ha sido una medida difícil de lograr correctamente, y sus medidas revelaron una variabilidad inesperada en una señal isotópica que parece estar relacionada con la forma en que se metaboliza el azufre.

El trabajo de Harry establece que deberíamos esperar observar una variabilidad en las firmas de isótopos de azufre de los compuestos en los océanos bajo distintas condiciones ambientales y para distintos organismos.  Creo que finalmente esto será muy importante para el uso de isótopos para rastrear el reciclado de estos compuestos en la superficie de los océanos así como el flujo del dimetilsulfuro a la atmósfera. La capacidad de hacer esto podría ayudarnos a responder importantes cuestiones climáticas, y finalmente a predecir mejor los cambios del clima. E incluso podría ayudarnos a trazar mejor las conexiones entre las emisiones de dimetilsulfuro y los aerosoles de sulfatos, poniendo a prueba por fin un acoplamiento de la hipótesis Gaia”, comenta Farquhar.