Observatorio del Carbono Profundo

El Observatorio del Carbono Profundo ( DCO ) es un programa de investigación global diseñado para transformar la comprensión del papel del carbono en la Tierra. El DCO es una comunidad de científicos, incluyendo biólogos, físicos, geocientíficos y químicos, cuyo trabajo trasciende varias disciplinas tradicionales para desarrollar el nuevo campo integrador de la ciencia del carbono profundo. Para complementar esta investigación, la infraestructura del DCO incluye participación y educación pública, apoyo comunitario en línea y presencial, gestión de datos innovadora y desarrollo de instrumentación novedosa. ^{[ 2 ]}

En diciembre  de 2018, investigadores anunciaron que cantidades considerables de formas de vida , incluyendo el 70% de las bacterias y arqueas en la Tierra , que comprenden hasta 23  mil millones de toneladas de carbono , viven hasta al menos 4,8  km (3,0  millas) de profundidad bajo tierra, incluyendo 2,5  km (1,6  millas) bajo el lecho marino, según un proyecto del Observatorio del Carbono Profundo de diez años. ^{[ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]}

En 2007, Robert Hazen , científico sénior del Laboratorio Geofísico de la Institución Carnegie (Washington, D.C.), dio una conferencia en el Century Club de Nueva York sobre los orígenes de la vida en la Tierra y cómo las reacciones geofísicas pudieron haber desempeñado un papel fundamental en su desarrollo. Jesse Ausubel , profesor de la Universidad Rockefeller y director de programas de la Fundación Alfred P. Sloan , asistió a la conferencia y posteriormente buscó el libro de Hazen, Génesis: La búsqueda científica de los orígenes de la vida .

Tras dos años de planificación y colaboración, Hazen y sus colegas lanzaron oficialmente el Observatorio del Carbono Profundo (DCO) en agosto  de 2009, con su secretaría ubicada en el Laboratorio Geofísico de la Institución Carnegie de Washington, D.C. Hazen y Ausubel, junto con las aportaciones de más de 100  científicos invitados a participar en el Taller del Ciclo del Carbono Profundo en 2008, ampliaron su idea original. Dejando de centrarse únicamente en el origen de la vida en la Tierra, el grupo aclaró su postura: para profundizar en la comprensión humana de la Tierra, el carbono, ese elemento crítico, debía ocupar un lugar central. ^{[ 2 ]}

La investigación del Observatorio del Carbono Profundo estudia el ciclo global del carbono más allá de la superficie terrestre. Explora la síntesis orgánica a alta presión y temperaturas extremas, las complejas interacciones entre moléculas orgánicas y minerales, realiza observaciones de campo de ecosistemas microbianos profundos y de anomalías en la geoquímica del petróleo, y construye modelos teóricos de fuentes y sumideros de carbono en la corteza inferior y el manto superior .

El Observatorio del Carbono Profundo está estructurado en torno a cuatro comunidades científicas centradas en los temas de reservorios y flujos, vida profunda, energía profunda y física y química extremas.

Entre los resultados más destacados de la investigación hasta la fecha se incluyen:

• Los diamantes ultra profundos , de > 670  km de profundidad en el manto, contienen la huella geoquímica de material orgánico de la superficie terrestre, lo que resalta el papel de la subducción en el ciclo del carbono ^{[ 11 ].}
• Puede haber cantidades significativas de carburo de hierro en el núcleo de la Tierra, que representan quizás dos tercios del presupuesto de carbono de la Tierra ^{[ 12 ].}
• La espectrometría de masas de próxima generación ha permitido la determinación precisa de isotopólogos de metano para identificar fuentes abiogénicas de metano de la corteza y el manto ^{[ 13 ].}
• La geosfera y la biosfera muestran una evolución compleja vinculada; la diversidad y la ecología de los minerales que contienen carbono en la Tierra reflejan fielmente los principales eventos de la historia de la Tierra, como el Gran Evento de Oxidación ^{[ 14 ].}
• Los límites conocidos de la vida microbiana se han ampliado en términos de presión y temperatura; ahora se sabe que los microbios complejos prosperan a profundidades de hasta 2,5  km en la corteza oceánica ^{[ 15 ].}
• El flujo volcánico de CO ₂ hacia la atmósfera es el doble de lo que se pensaba anteriormente (aunque este flujo sigue siendo dos órdenes de magnitud menor que los flujos antropogénicos de CO ₂ ) ^{[ 16 ].}
• el descubrimiento de bolsas de fluidos salinos antiguos en la corteza continental, aislados durante >  2.6  Ga, ricos en H ₂ , CH ₄ y ⁴ He, que proporcionan evidencia de la existencia de entornos corticales primitivos posiblemente capaces de albergar vida ^{[ 17 ].}
• La biosfera profunda se encuentra entre los ecosistemas más grandes de la Tierra, abarcando de 15 000 a 23 000 megatoneladas (millones de toneladas métricas) de carbono (aproximadamente de 250 a 400 veces mayor que la masa de carbono de todos los seres humanos en la superficie de la Tierra). ^{[ 18 ]}

Carbon in Earth es el volumen  75 de Reviews in Mineralogy and Geochemistry ( RiMG ). Se publicó en acceso abierto el  11 de marzo de 2013. Cada capítulo de Carbon in Earth sintetiza lo que se sabe sobre el carbono profundo y también plantea preguntas sin respuesta que guiarán la investigación futura del DCO. ^{[ 19 ]} El Observatorio del Carbono Profundo fomenta la publicación en acceso abierto y se esfuerza por convertirse en un líder en ciencias de la Tierra en este sentido. La financiación del DCO puede utilizarse para sufragar los costes de la publicación en acceso abierto. ^{[ 20 ]}

Los recientes avances en las técnicas de generación de datos dan lugar a datos cada vez más complejos. Al mismo tiempo, las disciplinas científicas y de ingeniería se están orientando cada vez más hacia los datos, con el objetivo final de comprender y modelar mejor la dinámica de los sistemas complejos. Sin embargo, los datos complejos requieren la integración de información y conocimiento a través de múltiples escalas y trascendiendo las fronteras disciplinarias tradicionales. Los avances significativos en métodos, herramientas y aplicaciones para la ciencia de datos y la informática en los últimos cinco años pueden aplicarse ahora a áreas problemáticas multidisciplinarias e interdisciplinarias. Ante estos desafíos, es evidente que cada comunidad de investigación del Observatorio del Carbono Profundo (DCO) se enfrenta a diversas necesidades de ciencia de datos y gestión de datos para cumplir tanto sus objetivos generales como sus tareas cotidianas. El equipo de ciencia de datos del Observatorio del Carbono Profundo gestiona las necesidades de ciencia de datos y gestión de datos para cada programa del DCO y para el DCO en su conjunto, utilizando una combinación de métodos informáticos, desarrollo de casos de uso, análisis de requisitos, inventarios y entrevistas. ^{[ 21 ]}

Lista de algunos de los científicos que participan en el Observatorio del Carbono Profundo:

El 11 de abril de 2020, el programa Science Show de la Australian Broadcasting Corporation emitió un documental radiofónico de 37 minutos sobre el DCO. ^{[ 22 ]}

• "Observatorio de Carbono Profundo (DCO)" . Archivado del original el 28 de enero de 2014. Consultado el 8 de enero de 2014 .
• "El carbono en la Tierra" . Reviews in Mineralogy and Geochemistry . 27 de febrero de 2013. Publicación de acceso abierto.