En el fango del fondo de un estanque viven bacterias que llevan en su interior diminutas agujas magnéticas. Estas agujas son cadenas de cristales de magnetita y ayudan a las bacterias a nadar a lo largo del campo magnético terrestre, como la aguja de una brújula, en busca de mejores condiciones. Cuando las bacterias mueren, las cadenas permanecen en el sedimento y pueden conservarse durante millones de años.
Los geólogos encuentran estas cadenas en rocas antiguas y gracias a ellas saben cuándo apareció la vida en la Tierra. Pero, ¿cómo distinguir una cadena ensamblada por una bacteria viva de una acumulación casual de partículas magnéticas? Resulta que las cadenas biogénicas tienen propiedades magnéticas especiales. Los científicos miden cómo se magnetizan y desmagnetizan estas partículas y, según la forma de las curvas, determinan si hubo vida.
Hasta ahora, los cálculos se hacían para partículas esféricas, pero en muchas bacterias los cristales son alargados, como granos de arroz. En el nuevo trabajo se dedujeron fórmulas simples para la interacción de estos pequeños imanes alargados y se calculó cómo se comportan cadenas enteras formadas por ellos. Esto permitirá leer con mayor precisión el registro magnético de la Tierra.
tal como lo escribieron los autores, en inglés arXiv:2601.16861
Magnetotactic bacteria synthesize linear chains of magnetite nanoparticles within their bodies, which allow the bacteria to navigate the Earth's magnetic field in search of the best habitat. Biogenic magnetite particles, called magnetosomes, are very promising for use in biomedicine. Magnetosome chains have also been found in ancient fossils and sediments. The study of magnetofossils provides valuable information about the Earth's biological past. The presence of biogenic magnetite in ancient rock samples can be detected by measuring ferromagnetic resonance spectra, first-order magnetization reversal curves, or quasi-static hysteresis loops. Theoretical analyses of these experiments generally assume that magnetosomes are spherical nanoparticles, although the shape of some types of magnetosomes is close to spheroidal one. In this work, simple formulas for describing the magneto-dipole interaction of oriented spheroids are obtained and quasi-static hysteresis loops of randomly oriented magnetosome chain assembly consisting of elongated spheroids are calculated.
Los magnetosomas son tan estables que se encuentran en rocas de más de 2 mil millones de años y aún conservan su magnetización.