Viemos no do barro, mas do p de meteoritos

Meio ambiente

Com informações do Instituto Max Planck – 05/09/2023

Feitos do p de meteoritos

Uma coisa certa: A vida surgiu muito cedo na histria do planeta Terra. Mas h poucas respostas concretas s questes sobre como e onde se formaram as primeiras molculas orgnicas. Uma das teorias mais populares entre os cientistas assume que o terreno frtil para a vida foram as fontes hidrotermais nas profundezas do mar.

Agora, pesquisadores esto propondo um novo cenrio plausvel para a origem da vida na Terra: Os meteoritos. O ferro que eles contm pode ter desempenhado um papel decisivo na formao dos primeiros blocos de construo da vida.

Uma equipe do Instituto Max Planck de Astronomia e da Universidade Ludwig Maximilian de Munique, ambos na Alemanha, usou experimentos com meteoritos e cinzas vulcnicas para mostrar uma nova maneira pela qual as molculas orgnicas podem ter-se formado nas condies da Terra primitiva.

O papel principal desempenhado por partculas de ferro dos meteoritos e por cinzas vulcnicas, que atuam como catalisadores. Catalisadores so substncias cuja presena acelera reaes qumicas especficas, mas que no so consumidas no processo. Dessa forma, eles so semelhantes s ferramentas utilizadas para construir, por exemplo, no apenas uma bicicleta, mas vrias – as ferramentas no se destroem a cada bicicleta produzida.

Neste caso, plausvel que essas partculas de ferro possam ter contribudo para a formao das primeiras molculas orgnicas a partir da atmosfera primordial, rica em dixido de carbono (CO₂), incluindo hidrocarbonetos, acetaldedo ou formaldedo. Estas substncias so, por sua vez, blocos de construo dos cidos graxos, nucleobases (eles prprios os blocos de construo do DNA), acares e aminocidos. Essas molculas orgnicas so os blocos de construo de organismos mais complexos. A sua formao foi o primeiro passo numa sequncia de eventos que trouxeram vida Terra.

Mas, se parece fcil e simples, lembre-se que demorou cerca de 2 bilhes de anos para que as primeiras clulas (eucariticas) se formassem, o que pode explicar porque esse enigma no se rende facilmente s investigaes.

Inspirao na qumica industrial

A principal inspirao para a pesquisa veio da qumica industrial. Sabe-se que o monxido de carbono e o hidrognio podem ser convertidos em hidrocarbonetos com a ajuda de catalisadores metlicos. O processo por trs disso chamado de processo Fischer-Tropsch.

A hiptese levantada pela equipe que este processo tambm poderia ter ocorrido numa Terra primitiva com uma atmosfera rica em dixido de carbono.

“Quando observei a composio qumica do meteorito de ferro Campo del Cielo, composto por ferro, nquel, um pouco de cobalto e pequenas quantidades de irdio, percebi imediatamente que se trata de um catalisador Fischer-Tropsch perfeito,” explicou o professor Oliver Trapp.

O prximo passo lgico foi conduzir experimentos para testar a verso csmica de Fischer-Tropsch. Antes, porm, Dmitry Semenov, membro da equipe, trouxe a ideia de acrescentar cinza vulcnica receita.

“Quando Oliver me contou sobre sua ideia, meu primeiro pensamento foi que deveramos tambm estudar as propriedades catalticas das partculas de cinzas vulcnicas. Afinal de contas, a Terra primitiva deve ter sido geologicamente ativa,” disse Semenov. Ou seja, deveria haver muitas partculas finas de cinzas na atmosfera e nas primeiras massas secas da Terra.

Para seus experimentos, a equipe usou partculas de ferro de um meteorito de verdade, um meteorito rochoso contendo ferro, e cinzas vulcnicas do Monte Etna. As partculas de ferro foram ento misturadas com vrios minerais que supostamente estavam presentes na Terra primitiva. Esses minerais serviram como estrutura de suporte, uma vez que os catalisadores geralmente se acumulam como pequenas partculas em um substrato adequado.

O tamanho das partculas importante. As finas partculas de cinza produzidas por erupes vulcnicas tm normalmente alguns micrmetros de tamanho. No caso de meteoritos ricos em ferro caindo atravs da atmosfera da Terra primitiva, a frico atmosfrica arrancaria partculas de ferro de tamanho micromtrico e nanomtrico, enquanto o ferro evaporaria no calor intenso, e mais tarde solidificaria novamente no ar circundante.

Produzindo molculas orgnicas

Como a atmosfera original da Terra no continha oxignio, a equipe realizou reaes qumicas que removeram quase todo o oxignio da mistura. Eles ento levaram a mistura para uma cmara de presso, cheia principalmente de CO₂ (dixido de carbono) e molculas de hidrognio. Ao contrrio de hoje, a atmosfera daquela poca consistia principalmente de CO₂ e vapor de gua, e tinha uma presso atmosfrica na superfcie da Terra quase 100 vezes maior do que hoje.

“Como existem muitas possibilidades diferentes para as propriedades da Terra primitiva, tentei testar experimentalmente todos os cenrios possveis,” conta Sophia Peters, que colocou todas as ideias em prtica no laboratrio. “No final, usei cinquenta catalisadores diferentes e executei o experimento com vrios valores de presso, temperatura e proporo de molculas de dixido de carbono e hidrognio.”

Nas condies de uma Terra jovem aqui simulada, a atmosfera antiga reagiu para produzir uma quantidade considervel de compostos orgnicos como metanol, etanol e acetaldedo, bem como formaldedo, graas ao p de ferro. O acetaldedo e o formaldedo, em particular, so os compostos de importantes blocos de construo da vida: cidos graxos, nucleobases, acares e aminocidos.

O resultado uma forte indicao de que tais reaes podem de fato ter ocorrido na Terra primitiva – largamente independente da composio exata da atmosfera terrestre naquela altura, que no conhecemos.

Com estes resultados, existe agora um novo concorrente para a forma como os primeiros blocos de construo da vida foram formados na Terra. Juntando-se s fileiras dos mecanismos “clssicos”, como a sntese orgnica perto de fontes quentes no fundo do oceano, as descargas eltricas em uma atmosfera rica em metano (como no experimento Urey-Miller), e de modelos que preveem como os compostos orgnicos poderiam ter-se formado nas profundezas do espao e transportadas para a Terra por asteroides ou cometas, existe agora outra possibilidade: Partculas de ferro que choveram sobre a Terra durante o bombardeio inicial por meteoritos ou finas cinzas vulcnicas.

muito provvel que estes tenham atuado como catalisadores numa atmosfera primitiva rica em dixido de carbono, anunciando a origem da vida na Terra e dando uma nova fora conhecida afirmao de Carl Sagan de que “somos feitos de poeira de estrelas”.

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