Por Anne M Stark
no publicado Laboratorio Nacional Lawrence Livermore
En la Tierra primitiva, el ambiente no era muy hospitalario cuando comenzó a surgir la vida. Una nueva investigación ha demostrado que la vida en la Tierra podría haber vivido en el extranjero.
El científico Nir Goldman de Lawrence Livermore y su colega Isaac Tamblyn del Instituto de Tecnología de la Universidad de Ontario (ex becario postdoctoral en LLNL) descubrirán que los cometas helados, que chocaron contra la Tierra allí hace miles de años, podrían producir abonos orgánicos generadores de vida. incluyendo los bloques de construcción de proteínas y nucleótidos, componentes de ADN y ARN.
Los cometas contienen una variedad de moléculas simples, como agua, amoníaco, metanol y dióxido de carbono, y un evento de impacto con una superficie planetaria proporcionaría una abundante fuente de energía para provocar reacciones químicas.
«El flujo de materia orgánica a la Tierra a través de cometas y asteroides durante los períodos de intenso bombardeo puede haber alcanzado los 10 billones de kilogramos por año, entregando una masa de materia orgánica varios órdenes de magnitud mayor que la que probablemente no existía antes en ningún planeta», dijo Goldman.
El trabajo anterior de Goldman se basa en modelos computacionalmente intensivos que en el pasado solo podían capturar de 10 a 30 picosegundos de un evento de impacto de un cometa. Sin embargo, las nuevas simulaciones, desarrolladas en supercomputadoras en LLNL Rice y Asteca, Goldman utilizaron modelos computacionalmente mucho más eficientes y pudieron capturar cientos de psicosegundos para dos impactos, muchos más fuera del equilibrio químico.
«Como resultado, observamos una gama diferente y amplia de hidrocarburos químicos que, al impactar, podrían haber creado material orgánico que finalmente cobró vida», dijo Goldman.
Las cometas pueden variar en tamaño desde 1,6 kilómetros hasta 56 kilómetros. Las cometas que vuelan a través de la atmósfera de la Tierra son dolorosas por fuera, pero permanecen frías por dentro. Al impactar con la superficie del planeta, se genera una onda de choque debido a la compresión repentina. Las ondas de choque pueden crear presiones repentinas, temperaturas intensas, que podrían afectar las reacciones químicas dentro de un cometa en lugar de permitirle interactuar con el entorno planetario. Una colisión oblicua, en la que un cuerpo congelado extraterrestre impacte contra la atmósfera planetaria con un golpe de raspado, podría generar condiciones termodinámicas favorables para la síntesis orgánica. Estos procesos pueden conducir a concentraciones significativas de especies orgánicas que se liberan al suelo.
El equipo descubrió que las presiones y temperaturas de choque moderadas (alrededor de 360.000 atmósferas de presión y 4.600 grados Fahrenheit) en una mezcla de gel rica en dióxido de carbono producen una serie de heterocíclicos nitrogenados, que se disocian para formar hidrocarburos aromáticos funcionalizados en frío y en expansión. Estos se consideran precursores prebióticos de los pares de bases de ADN y ARN.
Por otro lado, condiciones de choque más altas (alrededor de 480 000 por 600 000 atmósferas de presión y de 6200 a 8180 grados Fahrenheit) harán que se sinteticen metano y formaldehído, así como algunas moléculas de carbono de cadena larga. Se sabe que estos compost actúan como precursores para la síntesis de aminoácidos y complejos orgánicos. Todas las simulaciones de compresión de choque en estas condiciones produjeron cantidades significativas de abonos simples novedosos, como la expansión y el enfriamiento de carbono-nitrógeno, que se sabe que son precursores prebióticos.
«Los impactos de los cometas podrían resultar en la síntesis de moléculas prebióticas, sin necesidad de otras condiciones ‘especiales’, como la presencia de catalizadores, radiación ultravioleta o condiciones preexistentes especiales en el planeta», dice Goldman. «Estos datos son fundamentales para comprender el papel de dos eventos de impacto en la formación de compost en la construcción de la vida en la Tierra primitiva y otros planetas y en la dirección futura de los experimentos en estos campos».