¿Qué origen es el hierro?

¿Qué origen es el hierro?

El alimento del hierro

ResumenSe han ofrecido muchas hipótesis no uniformes1 o cuantitativamente improbables2 para explicar los orígenes de las extensas rocas sedimentarias ricas en hierro. Las piedras de hierro y las formaciones de hierro3, aquí denominadas minerales de hierro no ferruginosos y ferruginosos, tienen, sin embargo, dos características consistentes que sugieren que sus orígenes fueron fundamentalmente similares e implicaron procesos que siguen operando en la actualidad4. La primera es la presencia de lodos, o sus equivalentes metamorfoseados, que recubren los yacimientos individuales en unos pocos metros, con los propios yacimientos cubiertos por roca sedimentaria no química y no erosionada. La segunda es la presencia de textura de oolita en yacimientos no metamorfoseados que no están estrechamente asociados a rocas volcánicas o pizarras con material piroclástico. Las estructuras internas de los ooides ferríferos bien conservados se parecen mucho a las de los ooides calcáreos recientes. Algunas esférulas ferruginosas recientes están estratificadas concéntricamente5 pero, a diferencia de los ooides de las menas de hierro, contienen minerales arcillosos distintos de la septeclorita ferrosa, y se presentan colectivamente sólo como sedimentos moderadamente ricos en hierro, de un grosor no superior a unas decenas de centímetros. A lo largo de la historia de la Tierra se han formado repetidamente extensos lechos de oolita ferruginosa de más de 1 m de espesor, incluso en los últimos 5 Myr (ref. 6).

El origen del hierro en la Tierra

Los grupos de hierro y azufre (Fe-S) son uno de los grupos prostéticos más antiguos y ubicuos, y son requeridos por una variedad de proteínas involucradas en importantes procesos metabólicos. Los parásitos de los apicomplejos han heredado diferentes vías de biosíntesis de los clústeres Fe-S plastidiales y mitocondriales a través de la endosimbiosis. Hemos investigado las contribuciones relativas de estas vías a la aptitud de Toxoplasma gondii, un parásito apicomplejino que causa enfermedades en los seres humanos, mediante la generación de mutantes específicos. El análisis fenotípico y la proteómica cuantitativa nos permitieron poner de manifiesto diferencias notables en estos mutantes. Ambas vías de síntesis de clústeres de Fe-S son necesarias para el crecimiento óptimo del parásito in vitro, pero su alteración conduce a destinos marcadamente diferentes: la alteración de la vía plastidial conduce a la pérdida del orgánulo y a la muerte del parásito, mientras que la alteración de la vía mitocondrial desencadena la diferenciación hacia un estadio de resistencia al estrés. Esto pone de manifiesto que vías bioquímicas por lo demás similares, alojadas en distintos compartimentos subcelulares, pueden contribuir de forma muy diferente a la biología de los parásitos, algo que hay que tener en cuenta a la hora de explorar nuevas estrategias de intervención terapéutica.

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Propiedades del hierro

El hierro del núcleo de nuestro planeta es único entre los mundos conocidos, ya que tiene un nivel de isótopos de hierro pesado mayor que el de cualquier otro lugar del sistema solar conocido. Durante mucho tiempo se pensó que la razón por la que nuestro planeta acabó con ese material pesado estaba relacionada con la formación del núcleo de la Tierra. Pero una nueva investigación dirigida por la Escuela de Geociencias Jackson pone en duda la teoría predominante sobre los acontecimientos que dieron forma a nuestro planeta durante sus primeros años.

La investigación, publicada en Nature Communications en febrero de 2017, abre la puerta a otras teorías que compiten entre sí sobre por qué la Tierra, en relación con otros planetas, tiene niveles más altos de isótopos de hierro pesados.

La historia de la Tierra. Los materiales que componen toda la Tierra se fundieron y diferenciaron”, dijo Jung-Fu Lin, profesor asociado del Departamento de Ciencias Geológicas y uno de los autores del estudio. “Pero en este estudio, decimos que debe haber otros orígenes para la anomalía de los isótopos de hierro de la Tierra”.

Lin dijo que una de las teorías más populares para explicar la firma de hierro de la Tierra es que el tamaño relativamente grande del planeta (en comparación con otros cuerpos rocosos del sistema solar) creó condiciones de alta presión y alta temperatura durante la formación del núcleo que hicieron que se acumularan diferentes proporciones de isótopos de hierro pesados y ligeros en el núcleo y el manto.

Mineral de hierro

Los elementos se organizan en bloques según el tipo de orbital en el que se encuentran los electrones exteriores. Estos bloques reciben el nombre de los espectros característicos que producen: agudo (s), principal (p), difuso (d) y fundamental (f).

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La masa de un átomo en relación con la del carbono-12. Es aproximadamente la suma del número de protones y neutrones en el núcleo. Cuando existe más de un isótopo, el valor dado es la media ponderada de la abundancia.

El hierro es un elemento esencial para todas las formas de vida y no es tóxico. El ser humano medio contiene unos 4 gramos de hierro. Gran parte de él se encuentra en la hemoglobina, en la sangre. La hemoglobina transporta el oxígeno de los pulmones a las células, donde es necesario para la respiración de los tejidos. El ser humano necesita entre 10 y 18 miligramos de hierro al día. La falta de hierro provoca la aparición de anemia. Alimentos como el hígado, el riñón, la melaza, la levadura de cerveza, el cacao y el regaliz contienen mucho hierro.

El hierro es el cuarto elemento más abundante, por masa, en la corteza terrestre. Se cree que el núcleo de la Tierra está compuesto en gran parte por hierro con níquel y azufre. El mineral más común que contiene hierro es la hematita, pero el hierro se encuentra ampliamente distribuido en otros minerales como la magnetita y la taconita. Comercialmente, el hierro se produce en un alto horno calentando hematita o magnetita con coque (carbono) y piedra caliza (carbonato de calcio). Así se forma el arrabio, que contiene aproximadamente un 3% de carbono y otras impurezas, pero que se utiliza para fabricar acero. Cada año se producen en el mundo unos 1.300 millones de toneladas de acero bruto.

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