Um papel para o ferro meteorítico no surgimento da vida na Terra

25 de maio de 2023

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por Sociedade Max Planck

Pesquisadores do Instituto Max Planck de Astronomia e da Universidade Ludwig Maximilians de Munique propuseram um novo cenário para o surgimento dos primeiros blocos de construção da vida na Terra, cerca de 4 bilhões de anos atrás.

Por experimento, eles mostraram como partículas de ferro de meteoros e de cinzas vulcânicas poderiam ter servido como catalisadores para converter uma atmosfera inicial rica em dióxido de carbono em hidrocarbonetos, mas também acetaldeído e formaldeído, que por sua vez podem servir como blocos de construção para ácidos graxos, nucleobases , açúcares e aminoácidos. Seu artigo, "Síntese de orgânicos prebióticos a partir de CO2 por catálise com partículas meteoríticas e vulcânicas", foi publicado na revista Scientific Reports.

Até onde sabemos, a vida na Terra surgiu apenas 400 a 700 milhões de anos depois que a própria Terra se formou. Esse é um desenvolvimento bastante rápido. Para comparação, considere que depois disso, levou cerca de 2 bilhões de anos para as primeiras células propriamente ditas (eucarióticas) se formarem. O primeiro passo para o surgimento da vida é a formação de moléculas orgânicas que podem servir como blocos de construção para os organismos. Dada a rapidez com que a própria vida surgiu, seria plausível que esse primeiro passo relativamente simples também fosse concluído rapidamente.

A pesquisa aqui descrita apresenta uma nova maneira de tais compostos orgânicos se formarem em escalas planetárias sob as condições predominantes na Terra primitiva. O principal papel coadjuvante vai para as partículas de ferro produzidas a partir de meteoritos, que atuam como catalisadores. Catalisadores são substâncias cuja presença acelera reações químicas específicas, mas que não se esgotam nessas reações. Dessa forma, eles são semelhantes às ferramentas usadas na fabricação: as ferramentas são necessárias para produzir, digamos, um carro, mas depois que um carro é construído, as ferramentas podem ser usadas para construir o próximo.

A principal inspiração para a pesquisa veio, de todas as coisas, da química industrial. Especificamente, Oliver Trapp, professor da Ludwig Maximilians University, em Munique, e Max Planck Fellow no Max Planck Institute for Astronomy (MPIA), questionou se o chamado processo Fischer-Tropsch para converter monóxido de carbono e hidrogênio em hidrocarbonetos na presença de catalisadores metálicos pode não ter um análogo em uma Terra primitiva com uma atmosfera rica em dióxido de carbono.

"Quando olhei para a composição química do meteorito de ferro Campo-del-Cielo, consistindo de ferro, níquel, um pouco de cobalto e pequenas quantidades de irídio, percebi imediatamente que este é um catalisador Fischer-Tropsch perfeito", explica Trapp. O próximo passo lógico era montar um experimento para testar a versão cósmica de Fischer-Tropsch.

Dmitry Semenov, membro da equipe do Instituto Max Planck de Astronomia, diz: "Quando Oliver me contou sobre sua ideia de investigar experimentalmente as propriedades catalíticas das partículas de meteorito de ferro para sintetizar blocos de construção para a vida, meu primeiro pensamento foi que também deveríamos estudar as propriedades catalíticas das partículas de cinzas vulcânicas. Afinal, a Terra primitiva deveria ter sido geologicamente ativa. Deveria haver muitas partículas finas de cinzas na atmosfera e nas primeiras massas terrestres da Terra."

Para seus experimentos, Trapp e Semenov se uniram ao Ph.D. de Trapp. a aluna Sophia Peters, que conduziria os experimentos como parte de seu doutorado. trabalhar. Para acesso a meteoritos e minerais, bem como experiência na análise de tais materiais, eles procuraram o mineralogista Rupert Hochleitner, especialista em meteoritos no Mineralogische Staatssammlung em Munique.