¿Fue el rayo la clave para avivar la vida en la Tierra?

¿Fue el rayo la clave para avivar la vida en la Tierra?

21 marzo, 2021 Desactivado Por Alejandro


¿Es el rayo el ingrediente que falta? Crédito de la imagen: CC BY-SA 2.5 Blyskawica

Un reciente ensayo ha sugerido que los rayos pueden haber proporcionado el ingrediente clave necesario para la vida.

Benjamin Hess de la Universidad de Yale, al lado con Jason Harvey y Sandra Piazolo de la Universidad de Leeds, exploran cómo los rayos pueden haber sido fundamentales en el surgimiento de la vida en la Tierra.


El origen de la vida en la Tierra es uno de los acertijos más complejos que enfrentan los investigadores. Incluye no solamente identificar las múltiples reacciones químicas que deben tener sitio para concebir un organismo replicante, sino además localizar fuentes realistas de los ingredientes imprescindibles para cada una de las reacciones.

Un inconveniente particular al que se han enfrentado durante mucho tiempo los investigadores que investigan el origen de la vida es la fuente del escurridizo elemento, el fósforo. El fósforo es un elemento notable para las construcciones y funciones básicas de las células. Como ejemplo, forma la columna vertebral de la estructura de doble hélice del ADN y la molécula vinculada con el ARN.

Si bien el elemento estaba muy extendido, casi todo el fósforo en la Tierra primitiva, hace unos 4 mil millones de años, estaba inmovilizado en minerales que eran esencialmente insolubles y no reactivos. Esto representa que el fósforo, si bien estaba presente en comienzo, no estaba disponible para producir los compuestos imprescindibles para la vida.

En un reciente artículo, mostramos que los rayos hubieran proporcionado una fuente universal de fósforo. Esto representa que los rayos pueden haber ayudado a encender la vida en la Tierra y pueden continuar ayudando a que comience la vida en diferentes mundos semejantes a la Tierra.

Una fuente potencial de fósforo en la Tierra primitiva es el extraño mineral schreibersita, que se localiza en pequeñas proporciones en los meteoritos. Los ensayos han comprobado que la schreibersita puede disolverse en agua, creando fósforo acuoso que puede reaccionar y formar una diversidad de moléculas orgánicas relevantes para la vida. Los muestras incorporan nucleótidos, los componentes básicos del ADN y ARN, y la fosfocolina, un precursor de las moléculas de lípidos que forman la membrana celular.

Pero hay otra fuente potencial de schreibersite. Entretanto estudiamos una estructura de vidrio creada por un rayo denominado fulgurita, hallamos una cantidad sustancial del extraño mineral de fósforo en el interior del vidrio.

Si los rayos crearon un gran numero de schreibersita y diferentes minerales de fósforo reactivo, por lo tanto los rayos podrían ser una fuente alternativa del fósforo reactivo necesario para la vida.

Para definir si este era el suceso, estimamos la cantidad de fósforo disponible por los rayos desde hace 4.500 millones de años, cuando se formó la Tierra, hasta hace 3.500 millones de años, cuando poseemos la evidencia fósil más antigua de vida.

Nuestro ensayo

Para realizar esto, necesitábamos valorar tres cosas: el número de fulguritas formadas cada año; cuánto fósforo había en las rocas de la Tierra primitiva; y cuánto de ese fósforo se transforma en fósforo utilizable, por los rayos.

Las fulguritas se forman cuando un rayo golpea el suelo, por lo que primero necesitábamos conocer cuántos rayos había. Para definir la cantidad de rayos, analizamos estimaciones de la cantidad de CO2 en la atmósfera de la Tierra primitiva y estimaciones de cuántos rayos habría en la Tierra para distintas cantidades de CO2. El CO2 en la atmósfera se puede utilizar para valorar la temperatura global, que es un causa clave para dominar la frecuencia de las tormentas eléctricas.

Descubrimos que, en la Tierra primitiva, habría oscilado entre 100 millones y mil millones de rayos al año, y cada golpe habría formado una fulgurita. En total, se habrían formado hasta 1 trillón (uno seguido de 18 ceros) de fulguritas en los primeros mil millones de años de la historia de la Tierra.

Para el segundo causa, conocemos que la Tierra primitiva quizá habría estado dominada por rocas semejantes a los basaltos que forman islas volcánicas como Hawai. Usamos el contenido de fósforo en algunas de estas rocas preservadas que poseen más de 3.5 mil millones de años para definir un contenido promedio de fósforo.

Al final, usamos nuestra fulgurita y diferentes investigaciones publicados sobre fulgurita para valorar la cantidad de schreibersita, o formas semejantes de fósforo, que se habrían puesto a disposición por los rayos.

Combinando todos estos factores, calculamos que los rayos produjeron más de 10,000 kg de fósforo disponibles para reacciones orgánicas cada año.

Según lo mejor de nuestro conocimiento sobre la Tierra primitiva, los rayos quizá proporcionaron tanto fósforo reactivo como los meteoritos en la era del origen de la vida, hace mas o menos 3.500 millones de años. Por lo tanto, los rayos, al lado con los impactos de meteoritos, muy quizá proporcionaron el fósforo necesario para el surgimiento de la vida en la Tierra.

Vida en exoplanetas

Nuestra investigación además destaca una nueva fuente de fósforo necesaria para que surja vida en diferentes mundos semejantes a la Tierra.

Los rayos son una fuente de fósforo más sostenible que los impactos de meteoritos. La abundancia de grandes meteoritos en un sistema solar disminuye exponencialmente con el tiempo a medida que el material sobrante del sistema choca con los mundos.

Por tanto, si bien los meteoritos proporcionan fósforo utilizable sustancial para la vida al comienzo de la historia de un mundo, su abundancia disminuye rapidamente. en cambio, los rayos son relativamente constantes en el transcurso del tiempo.

Nuestro trabajo auxilio a expandir las circunstancias en las que se puede formar la vida en diferentes mundos de nuestro sistema solar y más allá. Si algún mundo tiene una atmósfera activa y rica en rayos, por lo tanto el fósforo necesario para la vida estará disponible en cualquier instante.

Benjamin Hess , candidato a doctorado, Ciencias de la Tierra y Planetarias, Universidad de Yale ;Jason Harvey , maestro relacionado de geoquímica, Universidad de Leeds , y Sandra Piazolo , profesora de geología estructural y tectónica, Universidad de Leeds.