Los rayos jugaron un papel vital en los orígenes de la vida en la Tierra

rayos en la Tierra primitiva

La importancia de la fulgurita en el cambio del entorno químico de la Tierra

Los rayos fueron tan importantes como los meteoritos a la hora de crear las condiciones perfectas para que surgiera vida en la Tierra, dicen los geólogos.

Los minerales entregados a la Tierra por meteoritos hace más de 4 mil millones de años se han defendido durante mucho tiempo como ingredientes clave para el desarrollo de la vida en nuestro planeta.

Los científicos creían que cantidades mínimas de estos minerales también se llevaron a la Tierra primitiva a través de miles de millones de rayos.

Pero ahora, investigadores de la Universidad de Leeds han establecido que los rayos fueron tan importantes como los meteoritos para realizar esta función esencial y permitir que la vida se manifestase.

Dicen que esto muestra que la vida podría desarrollarse en cualquier momento en planetas similares a la Tierra a través del mismo mecanismo si las condiciones atmosféricas son las adecuadas. La investigación fue dirigida por Benjamin Hess durante sus estudios de pregrado en la Escuela de Tierra y Medio Ambiente de la Universidad de Leeds.

El Sr. Hess y sus mentores estaban estudiando una muestra excepcionalmente grande y prístina de fulgurita, una roca creada cuando un rayo golpea el suelo. La muestra se formó cuando cayó un rayo sobre una propiedad en Glen Ellyn, Illinois, EE. UU., en 2016, y se donó al departamento de geología del cercano Wheaton College.

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Imagen: La muestra de fulgurita excavada en Glen Ellyn, Illinois. Crédito: Benjamin Hess

Los investigadores de Leeds estaban inicialmente interesados en cómo se forma la fulgurita, pero quedaron fascinados al descubrir en la muestra de Glen Ellyn una gran cantidad de un mineral de fósforo muy inusual llamado schreibersita.

El fósforo es esencial para la vida y juega un papel clave en todos los procesos de la vida, desde el movimiento hasta el crecimiento y la reproducción. El fósforo presente en la superficie de la Tierra primitiva estaba contenido en minerales que no se pueden disolver en agua, pero la schreibersita sí.

El Sr. Hess, ahora un estudiante de postdoctorado de la Universidad de Yale, dijo: "Muchos han sugerido que la vida en la Tierra se originó en aguas superficiales poco profundas, siguiendo el famoso concepto de "pequeña y cálida charca" de Darwin.

“La mayoría de los modelos de cómo se pudo haber formado la vida en la superficie de la Tierra invocan meteoritos que transportaron pequeñas cantidades de schreibersita. Nuestro trabajo encuentra una cantidad relativamente grande de schreibersita en la fulgurita estudiada. Los rayos caen sobre la Tierra con frecuencia, lo que implica que el fósforo necesario para el origen de la vida en la superficie de la Tierra no depende únicamente de los impactos de meteoritos. Quizás lo más importante es que esto también significa que sigue siendo posible la formación de vida en otros planetas similares a la Tierra mucho después de que se hayan vuelto raros los impactos de meteoritos".

El equipo estima que los minerales de fósforo producidos por los rayos superaron a los de los meteoritos cuando la Tierra tenía alrededor de 3.500 millones de años, que es aproximadamente la edad de los primeros microfósiles conocidos, lo que hace que los rayos sean importantes en el surgimiento de la vida en el planeta.

Además, los rayos son mucho menos destructivos que los impactos de meteoritos, lo que significa que es mucho menos probable que interfieran con las delicadas vías evolutivas en las que podría desarrollarse la vida.

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Imagen: La muestra de fulgurita excavada en Glen Ellyn, Illinois. Crédito: Benjamin Hess

La Escuela de la Tierra y el Medio Ambiente financió el proyecto bajo un esquema que permite la investigación dirigida por estudiantes universitarios utilizando instalaciones analíticas de alta gama.

El Dr. Jason Harvey, profesor asociado de geoquímica en la Escuela de Tierra y Medio Ambiente de Leeds, y Sandra Piazolo, profesora de Geología Estructural y Tectónica en la Escuela de Tierra y Medio Ambiente, asesoraron al Sr. Hess en el proyecto de investigación.

El Dr. Harvey dijo: "El bombardeo temprano es un evento único en el sistema solar. A medida que los planetas alcanzan su masa, la entrega de más fósforo de los meteoros se vuelve insignificante. Los rayos, por otro lado, no es un evento tan único. Si las condiciones atmosféricas son favorables para la generación de rayos, los elementos esenciales para la formación de la vida se pueden enviar a la superficie de un planeta. Esto podría significar que la vida podría surgir en cualquier momento en planetas similares a la Tierra".

El profesor Piazolo dijo: "Nuestra emocionante investigación abre la puerta a futuras varias vías de investigación, incluida la búsqueda y el análisis en profundidad de fulgurita fresca en un entorno similar a la Tierra Primitiva; un análisis en profundidad del efecto del calentamiento instantáneo en otros minerales para reconocer tales características en el registro de la roca, y un análisis más detallado de esta fulgurita excepcionalmente bien conservada para identificar el rango de procesos físicos y químicos dentro".

"Todos estos estudios ayudarán a aumentar nuestra comprensión de la importancia de la fulgurita en el cambio del entorno químico de la Tierra a lo largo del tiempo".

La investigación, titulada "Lightning strikes as a major facilitator of prebiotic phosphorus reduction on early Earth", se publica hoy (VER EMBARGO) en Nature Communications.

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